SBIR Phase I: Mesoporous Nanoparticle Flame Retardants
SBIR 第一阶段:介孔纳米颗粒阻燃剂
基本信息
- 批准号:1013281
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-07-01 至 2011-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Innovation Research Phase I project will investigate mesoporous silicate nanoparticles specifically functionalized to act as char-forming fire retardants (FR) for structural plastics. The particles provide substantial improvements over conventional FR agents that are environmentally undesirable (e.g., halogenated hydrocarbons), cost intensive (e.g., molybdenum oxide), toxic (e.g., antimony oxide), cosmetically unattractive (e.g., red phosphorus) or that compromise mechanical properties (e.g., aluminum trihydrate and organoclays). The project provides an understanding of the factors that regulate the catalytic function of the mesophases in forming char, including the compositions of the framework walls, the framework pore structure and pore size distribution, the fundamental size and shape of the nanoparticles and the loading level of the particles in the polymer matrix. The char-forming properties of the mesophases are manifested as a reduction in the peak heat release rate (PHHR) and a longer time to reach PHHR, as determined by cone calorimetry. Unlike other FR agents, mesoporous silicates nanoparticles provide added value by enhancing the mechanical properties of the final composite at low loadings ( 10 wt%). The combination of FR protection, improved mechanical performance, and particle dispersability without the need for organic surface modifiers presage a paradigm shift in polymer additives technology.The broader impact/commercial potential of this project is the development and commercialization of nanoparticles that enhance the properties of structural polymeric materials. The proposed commercialization effort focuses on FR additives for plenum-rated wire and cable applications and high density flexible circuit boards. The global insulated wire and cable market is worth more than $100 billion with plenum-rated cable accounting for approximately 20% of that market. This segment is expected to see global growth of 5% CAGR as new construction demand accelerates. The volume of polymer used for wire and cable insulation in the US in 2008 is estimated to be ~100,000 tons. Thermoplastics constitute the largest market share with polyolefins (polyethylene) representing 41% of the total. The worldwide flexible circuit board market exceeds $7.4 billion and is expected to grow at an annual rate of 13.5%, reaching $16.4 billion in 2014. The current global annual demand for flexible circuits is ~ 39,000 tons. Our nanoparticles are the only materials known to simultaneously provide improved fire retardation, weight reduction, and decreased permeability while enhancing mechanical properties. This combination of properties for polyethylene and polyimide polymers provides a competitive advantage capable of producing $300 million in revenues by 2014.
这个小企业创新研究的第一阶段项目将研究介孔硅酸盐纳米颗粒,其功能是作为结构塑料的炭形成阻燃剂(FR)。与环境不良(如卤代烃)、成本高(如氧化钼)、有毒(如氧化锑)、外观不美观(如红磷)或损害机械性能(如三水合铝和有机粘土)的传统阻燃剂相比,这些颗粒提供了实质性的改进。该项目提供了对调节中间相在形成炭中的催化功能的因素的理解,包括框架壁的组成,框架孔结构和孔径分布,纳米颗粒的基本尺寸和形状以及颗粒在聚合物基质中的负载水平。通过锥量热法测定,中间相的成炭特性表现为峰值热释放率(PHHR)的降低和达到峰值热释放率的时间延长。与其他FR剂不同,介孔硅酸盐纳米颗粒在低负荷(10 wt%)下通过增强最终复合材料的机械性能提供了附加价值。FR保护、改进的机械性能和颗粒分散性的结合,而不需要有机表面改性剂,预示着聚合物添加剂技术的范式转变。该项目更广泛的影响/商业潜力是纳米颗粒的开发和商业化,增强了结构聚合物材料的性能。拟议的商业化工作重点是用于全会额定电线电缆应用和高密度柔性电路板的FR添加剂。全球绝缘电线电缆市场价值超过1000亿美元,其中高压电缆约占该市场的20%。随着新建筑需求的加速,该领域预计全球复合年增长率将达到5%。据估计,2008年美国用于电线电缆绝缘的聚合物用量约为10万吨。热塑性塑料占最大的市场份额,聚烯烃(聚乙烯)占41%。全球柔性电路板市场超过74亿美元,预计将以13.5%的年增长率增长,到2014年将达到164亿美元。目前全球对柔性电路的年需求量约为39000吨。我们的纳米颗粒是唯一已知的材料,同时提供改进的阻燃性,减轻重量,降低渗透性,同时提高机械性能。到2014年,聚乙烯和聚酰亚胺聚合物的综合性能将带来3亿美元的竞争优势。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Joel Dulebohn其他文献
Joel Dulebohn的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Joel Dulebohn', 18)}}的其他基金
SBIR Phase I: Polymer Mesocomposites: Novel Materials for Compaction-Resistant, High-Flux Water Treatment Membranes
SBIR 第一阶段:聚合物介观复合材料:用于抗压实、高通量水处理膜的新型材料
- 批准号:
1214993 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase II: Automotive Nanocomposites
SBIR 第二阶段:汽车纳米复合材料
- 批准号:
0822808 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Automotive Nanocomposites
SBIR 第一阶段:汽车纳米复合材料
- 批准号:
0637544 - 财政年份:2007
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark
Supercooled Phase Transition
- 批准号:24ZR1429700
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
- 批准号:11961141014
- 批准年份:2019
- 资助金额:3350 万元
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
- 批准号:41802035
- 批准年份:2018
- 资助金额:12.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
- 批准号:61675216
- 批准年份:2016
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
- 批准号:71501183
- 批准年份:2015
- 资助金额:17.4 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
- 批准号:51201142
- 批准年份:2012
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
- 批准号:11101428
- 批准年份:2011
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
- 批准号:19374069
- 批准年份:1993
- 资助金额:6.4 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Mesoporous Ceramic Crystals Prepared via Phase Separation Induced by Thermal Pyrolysis
热解诱导相分离制备介孔陶瓷晶体
- 批准号:
19K22234 - 财政年份:2019
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
SBIR Phase I: Mesoporous Nanoparticle Flame Retardants
SBIR 第一阶段:介孔纳米颗粒阻燃剂
- 批准号:
1214721 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Mesoporous Graphene Electrodes for Supercapacitors
SBIR 第一阶段:超级电容器用介孔石墨烯电极
- 批准号:
1013345 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Scalable fabrication of mesoporous thin-films for production of efficient dye-sensitized solar cells
SBIR 第一阶段:可规模化制造介孔薄膜,用于生产高效染料敏化太阳能电池
- 批准号:
0944398 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase I: Novel Processing of Mesoporous Materials for Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cells
SBIR 第一阶段:中温固体氧化物燃料电池介孔材料的新型加工
- 批准号:
0839146 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Phase-Change Memory Material in Periodic Mesoporous Silica: Structure and Phase-Transition Behavior under One-Dimensional Confinement
周期性介孔二氧化硅中的相变记忆材料:一维约束下的结构和相变行为
- 批准号:
0906825 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Use of new mesoporous carbon molecular sieves as an catalyst support for selective liquid phase oxidation
新型介孔碳分子筛作为选择性液相氧化催化剂载体
- 批准号:
5406880 - 财政年份:2003
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
SBIR Phase I: Dye-Loaded Mesoporous Material for the Amplified Fluorescence-Quenching Detection of Metal Ions
SBIR 第一阶段:用于金属离子放大荧光猝灭检测的染料负载介孔材料
- 批准号:
0128410 - 财政年份:2002
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Synthesis and Analysis of Mixed-Phase Microporous/Mesoporous Materials and Implementation of Distance Learning Techniques
职业:混合相微孔/介孔材料的合成和分析以及远程学习技术的实施
- 批准号:
9875768 - 财政年份:1999
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Characterization of the Properties and Phase Behavior of nonionic Surfactants confined in mesoporous Silica Materials employing Solid State NMR Techniques
采用固态核磁共振技术表征介孔二氧化硅材料中非离子表面活性剂的性能和相行为
- 批准号:
278867442 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants