基于PBO的复合气凝胶纤维制备及其阻燃隔热性能应用

摘要

具有阻燃性能、耐高温性能的气凝胶纤维在智能服装、航天航空具有广阔的应用前景。本研究旨在解决有机气凝胶纤维在实际应用中存在高温下结构崩溃、阻燃性差等问题。在聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）气凝胶纤维中掺杂α-Al₂O₃,开发一种兼具耐高温性能和阻燃性能的复合气凝胶纤维。试验表明：α-Al₂O₃能够在受热时吸收大量热量。这种吸热作用可以延缓气凝胶纤维的分解和燃烧过程。500℃下α-Al₂O₃-PBO气凝胶纤维仍具有一定的力学性能；α-Al₂O₃-PBO气凝胶纤维织物具有较低的导热性(0.0381 W·m^-1·K^-1);在3次循环加热到200℃的情况下，与初始状态相比，仍保持了超过44℃的温差；α-Al₂O₃-PBO气凝胶纤维在火焰中超过60 s,没有出现燃烧断裂，具有优异的阻燃性能。结果表明，采用α-Al₂O₃复合PBO气凝胶纤维的策略成功满足了耐高温气凝胶纤维与阻燃气凝胶纤维的性能需求，为极端环境下阻燃隔热织物提供了一条可行的途径。

关键词

聚对苯撑苯并二噁唑 / α-Al₂O₃ / 气凝胶纤维 / 耐高温 / 阻燃