文 献 综 述

1.1 凹凸棒研究进展

纳米复合材料因为其具有独特化学和物理特性的材料，在许多领域有着广泛的应用。 纳米级无机填料分散到有机聚合物中以增强其物理性能近年来已经获得人们越来越多的关注。凹凸棒（AT）是一种天然水合镁铝硅酸盐粘土，由直径小于100纳米的密集填充棒的三维网络组成，每根单根棒的长度范围从数百纳米到几微米。AT在许多聚合物基体中用作增强填料，包括苯乙烯丁二烯橡胶，聚乙烯醇，聚丙烯腈，环氧树脂等。

凹凸棒在结构中具有结晶体和可以吸附气体，在阻燃方面具有潜在的应用价值。

1.2 聚氨酯研究进展

聚氨酯是一种黏附性能、耐磨损性能、化学稳定性、耐寒性能优良的高分子材料。聚氨酯主链包括硬段和软段，是利用异氰酸酯和多元醇合成的，通过改变单体类型可以对硬段和软段长度进行有效调控，进而改变其力学性能和其他应用性能。早期的聚氨酯以溶剂型聚氨酯为主，这类聚氨酯中含有大量溶剂，在使用过程中，溶剂的挥发导致环境污染并危害人类健康，而且其阻燃性能较差，在建筑工程领域应用时的安全系数较低。聚氨酯材料是由碳#8212;碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见。由于它们处在各种各样的环境之中，引发火灾的几率较高。由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性。同时，聚氨酯产品的生产所使用的大量原料多属于有机化合物和聚合物，也同属于可燃物之列，而在生产中使用的许多原料助剂，如有机溶剂及其配置的涂料、脱模剂等，因闪点、着火点较低，都存在不同程度的燃烧隐患。此外，在大型软质聚氨酯块泡的生产中，由于使用高水量配方生产低密度泡沫体产生的热量多而泡沫体的散热性差，因此在贮存过程中，由泡沫体产生自燃而引发的火灾也曾有发生。由聚氨酯泡沫体等燃烧产生的火灾危害，不仅来源于燃烧本身产生的大量热辐射而引发的火焰的蔓延和扩大，同时还来源于燃烧时产生的烟雾和分解释放出来的诸多有毒气体。

1.3 纳米凹凸棒/聚氨酯复合材料的制备

1.3.1 聚氨酯阻燃机理

聚氨酯作为一种常见的高分子材料，具有诸多的优良性能而广泛运用于涂料、粘合剂等领域。和其它高分子材料一样，聚氨酯容易燃烧，极大限制了它的使用。由于聚氨酯的阻燃改性方法不同，所以其阻燃剂分类也不尽相同，主要可分为反应型阻燃剂、添加型阻燃剂和纳米材料阻燃剂三种。

纳米材料阻燃剂的阻燃机理是属于固相阻燃，即纳米材料燃烧时会生成一种炭化保护层，对聚氨酯进行隔氧保护，从而使聚氨酯获得阻燃性能。但是与磷酸酯类阻燃剂不同的是，纳米材料阻燃剂所生成的炭化层不具有阻燃性能，而且还具有很好地热稳定性能和低透气性能。常见的纳米材料阻燃剂有纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米SiO2、碳纳米管等。相比于常规硅酸盐中的蒙脱土来说，纳米凹凸棒呈现的是一维纳米棒状结构，更容易解离和分散。近年来，也有不少文献报道用纳米凹凸棒来改性聚合物可制备良好性能的纳米复合材料。鉴于此，本实验通过将不同含量的凹凸棒加入聚氨酯中形成新的新型复合材料。