图1 自组装涂覆改性PVA材料的设计与实验流程图图2 FGO/PVA自组装反应制备图3 PVA，PVA/FGO复合材料及FGO自组装包覆PVA材料（SA）的TGA测试曲线表1 PVA，PVA/FGO复合材料及FGO自组装包覆PVA材料（SA）的TGA测试数据图4 材料的MCC测试图（a）PHRR (b)THR图5 材料的垂直燃烧性能测试（a）PVA（b）PVA-FGO(c)SA-30图6 材料的燃烧机理分析图
近年来，将阻燃元素与石墨烯协同阻燃在新型阻燃剂的开发等方面备受关注，相对于共价改性，非共价键改性简单快捷，且几乎可以保留石墨烯的原有质量。
四川大学刘渊教授及其课题组成员通过一锅法成功制备含磷-氮化合物的非共价官能化氧化石墨烯（FGO）。将聚乙烯亚胺和FGO交替沉积在聚乙烯醇（PVA）膜的表面上，通过静电相互作用驱动逐层组装，赋予被涂覆的PVA膜良好的的阻燃性能。 多层 FGO 基涂层形成的包封 PVA 基质具有良好的保护性屏蔽层，可有效阻止燃烧过程中热量和质量的传递。与纯 PVA 相比，经自组装涂覆改性的 PVA 的初始分解温度可达 260 ℃ ，总热释放降低近 60 ％。显示了该法在提高聚合物阻燃方面的良好发展前景。
研究者首先采用XX法制备非共价功能化FGO，再将所需数量的双层（FGO / PEI）沉积在PVA基底上制备PVA多层包覆膜。采用XRD等对PVA膜进行表征，表明样品的成功制备。并采用TGA，MCC，垂直燃烧测试对材料的热性能、燃烧性能进行分析。
TGA测试表明，FGO的简单添加引入会使PVA的初始分解温度降低，而将FGO通过多层组装包覆方式可使PVA包覆材料的初始分解温度提升至260℃左右。此外，无论何种添加方式都可以使PVA的残炭量得以提升，但包覆方式残炭量提升更明显。
MCC测试表明，初始放热温度由纯PVA的226℃上升至涂层PVA（SA-30）的318℃。此外，涂层PVA的THR大大降低，SA-30的THR值为8.9Kj·g-1，比纯PVA低67％。阻燃性的提升，其机理可能归因于FGO在PVA表面产生屏障效应，可以减缓传热并防止火焰向基体材料传递。
通过直接空气中乙醇火焰垂直燃烧对纯PVA，PVA/ FGO复合材料和经LBL组装的FGO涂覆PVA膜材料进行阻燃性能测试。在图5中每隔3s进行燃烧视频图像捕捉。结果显示：纯PVA片瞬间点燃，9s的时间里持续燃烧，且燃烧后几乎没有残留物；PVA/FGO复合材料也经理快速燃烧，表明均匀分散的FGO在凝聚相中不能充分发挥阻挡作用；经LBL-组装的FGO包覆PVA材料具有燃烧惰性，反复暴露于高温火焰环境中9秒后仍能保持较小的收缩率。
最后，研究者对材料的阻燃机理进行分析：主要体现在凝聚相，FGO包覆层可在PVA表面上类似于防护罩的作用，有效阻止了传热和传质的进行。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
