二维纳米片增强间位芳纶纳米纤维及其阻燃性能OA

间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺,PMIA)纳米纤维具有耐高温、耐化学腐蚀等优势,被广泛应用于特种防护等领域,但其实际应用仍受限于较差的力学性能。基于此,采用静电纺丝策略制备二维纳米片原位增强的PMIA纳米纤维,如MXene、氧化石墨烯(GO)、二硫化钼(MoS_(2))、六方氮化硼(h-BN)。其中,MXene和GO具有丰富的含氧官能团,能够与PMIA分子链形成丰富的氢键网络,进而增强PMIA纳米纤维的界面相互作用,减少局部应力集中。因此,MXene/PMIA(抗拉强度59 MPa)和GO/PMIA(抗拉强度56 MPa)纳米纤维具有优异的力学性能,远高于PMIA纳米纤维(抗拉强度16 MPa)。值得注意的是,MoS_(2)和h-BN含氧官能团匮乏,与PMIA分子链主要通过范德华力作用。因此,MoS_(2)/PMIA(抗拉强度44 MPa)和h-BN/PMIA(抗拉强度43 MPa)纳米纤维的力学性能低于MXene/PMIA和GO/PMIA,但仍远高于PMIA纳米纤维。基于凝聚相阻燃机理,二维纳米片的加入协同强化了PMIA纳米纤维的阻燃性,在高性能特种防护服领域具有广阔的应用前景。