SCOPUS
SCIE
Lightweight and Ultrastrong Polymer Foams with Unusually Superior Flame Retardancy
저자
Xu, Linli ; Xiao, Linhong ; Jia, Pan ; Goossens, Karel ; Liu, Peng ; Li, Hui ; Cheng, Chungui ; Huang, Yong ; Bielawski, Christopher W. ; Geng, Jianxin
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
26392-26399(8쪽)
제공처
<P>High-performance flame-retardant materials are urgently needed to address outstanding issues that pertain to safety. Traditional flame retardants are toxic to the environment and/or lack the physical properties required for use in many contemporary applications. Here, we show that isocyanate-based polyimide (PI) foam, a flammable material, can exhibit unusually superior flame retardancy as well as, other excellent properties, such as being lightweight and displaying high mechanical strength, by incorporating red phosphorus (RP)-hybridized graphene. The covalent bonds formed between the graphene platelets and the PI matrix provide the resultant PI foam with a specific Young's modulus (83 kNm kg(-1)) that is comparable to or even higher than those displayed by state-of-the-art foams, including silica aerogels, polystyrene foams, and polyurethane foams. In addition, even a low content of the RP -hybridized graphene (2.2 wt %) results in an exceptionally higher limiting oxygen index (39.4) than those of traditional flame-retardant polymer-based materials (typically 20-30). The resultant PI foam also exhibits thermal insulation properties that are similar to that of air. Moreover, the RP -hybridized graphene is prepared using a one-step ball milling process in 100% yield, and does not require solvent or produce waste. The preparation of the flame-retardant PI foams can be scaled as the starting materials are commercially available and the techniques employed are industrially compatible.</P>
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