聚乙烯醇（PVA）氣凝膠具有優(yōu)異的環(huán)保性能，一直被認(rèn)為可以取代不可降解的聚合物泡沫。然而，由于高易燃性、親水性和較差的抗壓性能，PVA氣凝膠一直被排除在實(shí)用之外。近日，福州大學(xué)鄭玉嬰教授、施永乾等研究人員通過冷凍干燥法和靜電吸附阻燃劑法制備了具有防火安全性和耐壓性能的PVA/可膨脹氧化石墨烯（EGO）/層狀雙氫氧化物（LDHs）（PGL）氣凝膠。氣凝膠中的冰晶升華后形成大量樹狀孔道結(jié)構(gòu)。同時(shí)，EGO和LDHs的復(fù)配使PGL氣凝膠具有6.0917 MPa的高抗壓強(qiáng)度（80%應(yīng)變時(shí)）、19.16 m2/s2的高比模量和0.059 g/cm3的超低密度。特別是制備的PGL氣凝膠的熱釋放量降低了55.4%，煙釋放量降低了54.3%，極限氧指數(shù)達(dá)到31%。此外，LDHs還增強(qiáng)了與PVA/EGO的界面，從而改善了疏水性能。靜電吸附作為一種簡便的生產(chǎn)工藝為滿足PVA氣凝膠的抗壓、阻燃、隔熱、抑煙等要求奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以“A Facile Strategy for Constructing Lightweight, Fire Safety and Compression Resistance Poly(vinylalcohol) Aerogels with Highly-efficient Expansible Graphene Oxide/Layered Double Hydroxides Hybrid Synergistic Flame Retardant”為題發(fā)表于《J COLLOID INTERF SCI》。
圖1.氣凝膠制造路線示意圖。
圖2.（a）PP、PG 和 PGL15 的 XPS 圖譜；（b、c、d）分別為 PP、PG 和 PGL15 的 C1s XPS 圖譜。
圖3.(a)PP、PG、PGL5、PGL10、PGL15氣凝膠的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b)PVA基材料的壓縮模量與之前報(bào)道結(jié)果的比較；(c)PGL15氣凝膠垂直壓力測(cè)試的數(shù)字圖像。
圖4. (a)氣凝膠的熱導(dǎo)率；(b)PP和PGL15氣凝膠在150℃板狀加熱器下加熱的紅外圖像。
圖5.錐形量熱測(cè)試結(jié)果：（a）HRR；（b）THR；（c）SPR；（d）TSR；（e）PP、PG、PGL5、PGL10和PGL15氣凝膠的TSP曲線；（f）不同含量PVA基復(fù)合材料的阻燃效率。
圖6.分別為PP、PG、PGL5、PGL10和PGL15氣凝膠錐形量熱試驗(yàn)后殘?zhí)康臄?shù)字圖像和SEM圖像。
