尾矿基轻质纳米纤维膜的静电纺丝制备及其阻燃性能

摘要

[目的]针对尾矿在膜材中的分散难题，提出一种表面修饰的静电纺丝技术以实现尾矿在阻燃材料中的高值化应用．[方法]采用硅烷偶联剂对尾矿进行改性，再通过静电纺丝技术制备聚丙烯腈（PAN）/尾矿复合阻燃纳米纤维膜，并探究界面作用对其阻燃性能的调控机制．[结果]改性尾矿颗粒通过表面活性基团与PAN形成稳定氢键网络，显著改善界面结合与分散均匀性，可获得均匀纳米纤维膜，纳米纤维平均直径为293nm，拉伸强度为1.59 MPa，弹性模量为12.04MPa．界面作用协同尾矿中氧化物的骨架支撑效应，可有效促进炭层形成与稳定，使复合膜极限氧指数（LOI）从纯PAN的17.0%提升至25.6%，在明火测试中表现出快速自熄的阻燃特性．[结论]界面强化作用对尾矿基复合膜阻燃性能的有效调控作用，为工业尾矿在阻燃功能材料的设计及高值化利用提供了新思路．

关键词

尾矿资源 / 界面作用 / 阻燃纳米纤维 / 高价值利用 / 静电纺丝