谈石墨烯材料的阻燃应用

     石墨烯具有很多超级的性能，它一直被用于新的应用领域，其中最新的应用之一是防火。石墨烯是由碳组成的，可能你会觉得它会像木炭一样燃烧。事实上石墨烯是很好的阻燃材料。

　　火灾产生要素

  　要了解火灾蔓延的情况，你需要知道火灾三角模型，氧气、热量和燃料的模式是火灾启动和维持所必需的。任何火灾都需要氧气、热量和燃料。缺乏其中的任何一个，火灾就不起作用。所有防火涂料的目标都是针对这三个关键因素之一。

　　石墨烯是如何作为阻燃剂的

  　石墨烯和氧化石墨烯纳米片可作为可与各种液体和聚合物混合的粉末和糊剂获得。这种灵活性使其成为各种产品的理想添加剂和涂料。中国河南大学的一个研究小组研究了石墨烯的工作方式，发现石墨烯防止火灾蔓延的方法有几种。中国研究小组发现，当石墨烯涂层被烧焦时，它就会发光。这个炭层密集且连续，它会阻挡表面，阻止氧气进入材料的深处。石墨烯有更多的性能。它传导热量非常好，这意味着局部的热量被传导到其余的材料中并分散，使得火势难以传播。导热和焦炭阻塞产生了所谓的迷宫效应，其中热量和燃烧气体必须遵循通向燃料的曲折路径，并且这有效地防止了火焰的蔓延。

  　除了阻燃效果，石墨烯和氧化石墨烯也具有非常高的表面积。这可以吸附易燃有机挥发物，并阻止其在燃烧过程中的释放和扩散。石墨烯添加剂和涂料很可能会减少火灾中的有毒气体。可以看到石墨烯研究的步伐令人叹为观止。这些新材料有太多的用途，可以挽救生命是这项技术特别令人满意的应用方向。

　　石墨烯在防火涂料中的阻燃机理被认为是以下几种阻燃作用的叠加:

    （1）石墨烯的二维片层结构能在涂料中层层叠加，形成致密的物理隔绝层，提高阻燃性能。

    （2）石墨烯可以与涂料中树脂进行交联复合，进一步形成一层致密的保护膜，起到阻隔空气的作 用，从而发挥阻燃的效果。

    （3）在高温下石墨烯涂层燃烧产生二氧化碳和水，并生成更加致密、连续的碳层，阻隔作用更强。

     石墨烯作为一种无卤、绿色的聚合物阻燃剂成为研究热点。无论是单独使用亦或与其他阻燃剂一起使用都在提高聚合物阻燃性能上发挥重要作用，并且通过改性石墨烯或与其他阻燃剂共混的方式可丰富其阻燃方式。对于21世纪的人们对绿色、环保呼声高涨的今天，石墨烯优异的阻燃性能一定会成为国际阻燃市场上的重要角色。