竹炭/塑料復合材料是以高度富集的炭骨架和疏松多孔結構的生物炭為增強相，以塑料為基體制得的新型復合材料，憑借生物炭儲量高、可再生的特點，以竹炭增強改性的復合材料成為最具發展潛力的新材料之一。
聚氯乙烯(PVC) 作為一類通用熱塑性塑料，廣泛應用于建筑材料、工業制品和日用品等領域。但由于需要添加大量助劑而使其阻燃和熱穩定性降低，其通常在燃燒時產生大量黑煙和腐蝕性氣體而極具危險性。因此，國內外學者們對其阻燃抑煙開展了大量的理論和應用研究，但任何單一阻燃抑煙劑都存在自身缺陷，通常需要協效復配才能達到良好的阻燃抑煙效果，從而增加了工藝難度與制備成本。有研究采用炭黑(CB) 改性PVC，以得到導電性能優化、物理力學性能優良的PVC基復合材料。但往往CB負載量越大，與聚合物基體的相容性越低力學性能越差，限制了其廣泛應用。
竹炭(BC) 作為一種新興的功能性生物質炭，具有吸附遠紅外效應和電磁屏蔽等特性。通過添加多孔、高比表面積的竹炭有利于與聚合物基體產生機械互鎖和吸附作用，可以有效促進填料界面與聚合 物基體之間的鍵合而增強力學性能。研究表明，BC在聚合物中添加量達到質量分數 70%時復合材料的抗拉強度和楊氏模量仍能獲得360%和520%的增加并且將BC與其他阻燃劑復配構成協效阻燃體系用于阻燃聚合物，可達到預期的阻燃效果，克服塑木復合材料(WPC)由塑料和木粉制備得到而具有的易燃屬性。而利用BC協同殼聚糖(CS) 改性WPC，在提高WPC力學強度的同時，也能夠有效改善其熱穩定性。但關于BC/PVC復合板材制備、熱穩定性和燃燒性能等方面的研究鮮見報道。浙江農林大學工程學院的科研人員以BC和PVC通過熱塑復合制備BC /PVC復合板材，采用熱重分析儀和熱重-紅外聯用儀測試分析其熱穩定性，用錐形量熱儀測試分析其燃燒特性，同時測試紅外輻射率和吸水厚度膨脹率等性能，為BC/PVC復合板材在建筑和裝修行業的廣泛應用提供理論參考。其結論為：1)BC/PVC含水率、靜曲強度、尺寸穩定性、吸水厚度膨脹率符合GB/T24137—2009和DB44T349—2006 對塑木復合材料的性能要求，顯示出優良的尺寸穩定性，有望成為一種新型室內外裝飾材料。2)BC/PVC的熱失重明顯減少并略有延后，BC/PVC的殘余質量分數達45.05%，約為純PVC的5.3 倍，BC顯著增強了BC/PVC的高溫環境下的熱穩定性。3)BC顯著增強了復合材料的阻燃防煙性能，有效減少燃燒過程HCl生成，降低煙氣毒性;“有效炭層”使燃燒過程中的熱量釋放降低38.05%、煙氣釋放量僅為PVC的1/3，600s時的ＲM為PVC的近11倍，提升材料在火災時的安全性。4)BC/PVC在8～14μm波段的遠紅外發射率均值達0.938，具高遠紅外輻射率，在保健功能材料領域將有一定應用價值。
發布日期：2023-04-03 瀏覽次數：1817 
