生物炭/塑料復合材料是以高度富集的炭骨架和疏松多孔結(jié)構(gòu)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，以生物炭增強改性的復合材料成為最具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧现弧?/span>
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(yè)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(wěn)定性降低，其通常在燃燒時產(chǎn)生大量黑煙和腐蝕性氣體而極具危險性。因此，國內(nèi)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(xié)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(yōu)化、物理力學性能優(yōu)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。竹炭作為一種新興的功能性生物質(zhì)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(chǎn)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。研究表明，BC在聚合物中添加量達到質(zhì)量分數(shù) 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(gòu)成協(xié)效阻燃體系用于阻燃聚合物，可達到預期的阻燃效果，克服木塑復合材料(WPC)由塑料和木粉制備得到而具有的易燃屬性。而利用BC協(xié)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(wěn)定性。但關于BC/PVC復合板材制備、熱穩(wěn)定性和燃燒性能等方面的研究鮮見報道。
有實驗表明：
1) BC/PVC含水率、靜曲強度、尺寸穩(wěn)定性、吸水厚度膨脹率符合GB/T24137—2009和 DB44T349—2006對木塑復合材料的性能要求，顯示出優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，有望成為一種新型室內(nèi)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(zhì)量分數(shù)達45.05%，約為純 PVC的5.3倍，BC顯著增強了BC/PVC的高溫環(huán)境下的熱穩(wěn)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(fā)射率均值達0.938，具高遠紅外輻射率，在保健功能材料領域?qū)⒂幸欢☉脙r值。
