Огнеупорный материал на базе вспененного полимера разработали ученые из Кореи

Химики из Южной Кореи и Китая разработали огнеупорный материал на базе вспененного полимера с добавкой композита графена и красного фосфора, сообщает интернет-издание N+1 со ссылкой на Chemistry World. Материал обладает очень малой плотностью (блок размером с чашку может стоять на цветке, не сминая лепестков), но способен выдерживать значительные механические нагрузки и эффективно останавливает горение, образуя непроницаемую для кислорода пленку. Исследование опубликовано в журнале Applied Materials & Interfaces.

Как отмечают авторы, многие современные огнеупоры небезопасны для окружающей среды — к примеру, содержат полимеры, в состав которых входят галогены. Поэтому химики предложили новый огнеупорный состав, основанный на полиимидном полимере с добавкой графена. Полимер играет роль матрицы — он создает пенистую основу для материала. Добавка представляет собой соединение включения графена и фосфора. Интересно, что как полиимиды, так и фосфор — горючие материалы, но в совокупности с графеном их свойства меняются.

По словам авторов, полиимид становится огнеупорным уже при двухпроцентной добавке графенового композита. При горении красный фосфор очень быстро образует не пропускающий кислород слой, запертый между пластинками графена. Последние устойчивы даже при очень высоких температурах. В сумме эти процессы предотвращают горение основы огнеупора — его способность останавливать горение примерно в два раза лучше, чем у традиционных материалов.

Полученный вспененный полимер обладает плотностью около 16 миллиграмм на кубический сантиметр — всего в 16 раз тяжелее воздуха. При этом его механические свойства позволяют небольшому полимерному блоку выдержать давление шестикилограммового стакана с водой. Это ставит материал в одну линию с аэрогелями на основе оксида кремния или графена.