Nowa generacja wysokowydajnej ogniouodporniającej żywicy epoksydowej
Nową klasę wysokowydajnych nanokompozytów epoksydowych o dobrych parametrach uniepalniających i innych pożądanych właściwościach opracowano w ramach finansowanego ze środków UE projektu NEWEPOXY (New generation high-performance fire retardant epoxy nanocomposites: structure-property relationship). Uczeni wykorzystali dwa różne podejścia do opracowania bezhalogenowych wysokowydajnych materiałów epoksydowych i nanokompozytów epoksydowych nasyconych funkcjonalnym wypełniaczem. Pierwsze podejście polegało na syntezie nowych i trwałych monomerów epoksydowych o ulepszonych właściwościach uniepalniających. W drugim przygotowano wielofunkcyjne hybrydy tlenku grafenu (GO) i warstwowego wodorotlenku podwójnego (LDH) nadające się do modyfikacji standardowych żywic epoksydowych A. Zastosowano odnawialny surowiec pochodzenia biologicznego, aby zsyntetyzować szereg nowych trwałych monomerów epoksydowych. W ten sposób uzyskano utwardzone materiały epoksydowe o ulepszonych właściwościach uniepalniających, zmniejszonym wytwarzaniu dymu podczas palenia i ulepszonych właściwościach mechanicznych. Ponadto jedna z żywic wykazuje się dobrymi właściwościami dielektrycznymi. Naukowcy przygotowali też nowe wielofunkcyjne hybrydy organiczno-nieorganiczne mające postać nanowypełniaczy służących do modyfikacji żywic epoksydowych. Hybrydy te były oparte na dodatkowej funkcjonalizacji GO i LDH mającej na celu uzyskanie właściwości, takich jak wysoka efektywność, łagodne warunki reakcji i skalowalność. Hybryda GO może być wykorzystywana do funkcjonalizacji żywicy epoksydowej z bisfenolem A, pozwalając na tworzenie nowych nanokompozytów epoksydowych. W celu modyfikacji LDH zaprojektowano też, zsyntetyzowano i wykorzystano nowy związek wielofunkcyjny. Cząsteczkę tę można wprowadzać do LDH przy pomocy wymiany anionów, w wyniku czego powstaje nowa funkcjonalizowana hybryda nadająca się do zastosowania jako wielofunkcyjny wypełniacz poprawiający niepalność i inne właściwości. Projekt NEWPOXY wywrze istotny wpływ na chemię i technologię żywic epoksydowych, przyczyniając się jednocześnie do lepszego poznania nowych rozwiązań w zakresie wysokowydajnych monomerów epoksydowych pochodzenia biologicznego i wysokowydajnych nanokompozytów epoksydowych.
Słowa kluczowe
Żywice epoksydowe, ogniouodporniające, tlenek grafenu, warstwowy wodorotlenek podwójny