Interface engineering of MXene towards super-tough and strong polymer nanocomposites with high ductility and excellent fire safety

材料科学 延展性(地球科学) 纳米复合材料 接口(物质) 聚合物 消防安全 复合材料 结构工程 工程类 土木工程 蠕动 毛细管数 毛细管作用
作者
Yongqian Shi,Chuan Liu,Zaipeng Duan,Bin Yu,Minghua Liu,Pingan Song
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:399: 125829-125829 被引量:324
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.125829
摘要

Abstract The integration of high strength, high toughness, and excellent flame retardancy in polymer materials is highly desirable for their practical applications in the industry. However, existing material design strategies often fail to realize such a performance portfolio because of mutually exclusive mechanisms between strength and toughness, and low flame retardancy efficiency of nanofillers in polymers. Here, we reported the preparation of a multifunctional nanohybrid, Ti3C2Tx@MCA, by engineering the surface of titanium carbide nanosheets (Ti3C2Tx, MXene) with melamine cyanurate (MCA) via hydrogen bonding interactions, and subsequent thermoplastic polyurethane (TPU)/Ti3C2Tx@MCA nanocomposites. The resultant TPU nanocomposite containing 3.0 wt% of Ti3C2Tx@MCA shows a high tensile strength of 61.5 MPa, a toughness as high as 175.4 ± 7.9 MJ m−3 and a high strain at failure of 588%, and 40% reduction in the peak of heat release rate. Such extraordinary mechanical and fire retardant performances are superior to those of its previous counterparts. Interfacial hydrogen bonding in combination with the “labyrinth” effect and catalytic action of 2D Ti3C2Tx nanosheets are responsible for the outstanding mechanical and fire retardancy properties of TPU nanocomposites. This work provides a new paradigm for integral design of high-performance polymeric materials with excellent mechanical and fire-safe performances portfolio.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ding的应助被sincere-辉采纳,获得10
2秒前
汉堡包的应助被葳蕤采纳,获得10
4秒前
潜行者完成签到 ,获得积分10
4秒前
婷YO完成签到,获得积分10
5秒前
wang5945完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
甜美香之完成签到 ,获得积分10
7秒前
陶醉的小海豚完成签到,获得积分10
7秒前
潇洒的无声完成签到 ,获得积分10
7秒前
不要慌完成签到 ,获得积分10
10秒前
Axle发布了新的文献求助30
11秒前
12秒前
科研通AI6.4的应助被3sigma采纳,获得10
12秒前
zqyzqy完成签到 ,获得积分10
12秒前
大气寻真完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
昌莆完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
lkymxt完成签到,获得积分10
18秒前
奋斗山晴发布了新的文献求助10
22秒前
拉长的远山完成签到,获得积分10
22秒前
Akim的应助被精明一寡采纳,获得10
22秒前
Sure完成签到 ,获得积分10
24秒前
虚幻沛文完成签到 ,获得积分10
24秒前
sincere-辉发布了新的文献求助10
24秒前
乔乔完成签到,获得积分10
24秒前
zzz123完成签到 ,获得积分10
24秒前
yyyyy完成签到 ,获得积分10
26秒前
ram999完成签到 ,获得积分10
26秒前
七七完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
lianer完成签到,获得积分10
29秒前
上善若水完成签到,获得积分10
29秒前
张利奥完成签到 ,获得积分10
30秒前
skmksd完成签到,获得积分10
30秒前
哈哈完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
越幸运完成签到 ,获得积分10
34秒前
富贵完成签到,获得积分10
36秒前
粗犷的青槐完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7894110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9403851
关于积分的说明 20859751
捐赠科研通 7497404
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3358959
关于科研通互助平台的介绍 2497369
邀请新用户注册赠送积分活动 2388089