最高耐受1500℃！气相二氧化硅阻燃效果究竟有多厉害

无机纳米粒子具有光、热、电、磁等特性，将其作为填料引入聚合物基体，不仅可对聚合物起到增强、增韧的效果；还可以有效地利用粒子容易捕获燃烧反应放出自由基的特点, 提高材料的阻燃性能；也可以利用粒子燃烧时候在材料表面形成致密而均匀的阻隔层来达到阻燃的目的，从而获得综合性能优异的高效阻燃性能的复合纳米材料。

其中气相二氧化硅熔点可达到1650　(±75)℃，是一种优秀的阻燃材料。

纳米阻燃剂有无机氧化物、氢氧化物、层状硅酸盐、黏土、蒙脱土、碳纳米管等, 但在阻燃效果或者力学性能等方面都还存在一定的局限性，2种或者多种阻燃剂并用也是阻燃材料的一种研究趋势。

上图为环氧树脂与SiO2纳米复合材料的残碳形貌。可以明显看出，纯环氧树脂几乎全部燃烧，在锥形量热测试后的残碳量最少。随着SiO2用量的增加，复合材料的残碳量逐渐增加，碳层越来越致密、越来越完整。（注：该图引自《纳米二氧化硅阻燃环氧树脂研究》）

气相二氧化硅主要由硅的卤化物在氢氧焰中先高温水解，再缩合而成的无定型纳米级粒子，具有纯度高、无污染、多孔性、耐高温等特性，其粒径小、比表面积大，在基体树脂中能较好的分散。由于气相SiO2表面具有硅羟基结构,可将气相SiO2与具有阻燃性能的含磷、氮等元素及基团的阻燃有机物反应制备新型的无卤、无毒、低烟阻燃剂；气相SiO2表面的硅羟基与具有阻燃元素有机卤硅烷反应, 可制备新型的疏水阻燃剂。这种阻燃剂不仅具备阻燃性能,而且提高了气相SiO2与有机物的相容性, 有利于提高材料的综合性能。