Для смягчения проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и экологической безопасностью, вызванных отходами полимеров, разработка зеленых и эффективных стратегий переработки и повторного использования имеет важное значение. В данном исследовании в качестве углеродного источника использовался этилен-винилацетат (WEVA) из отходов солнечных фотоэлектрических панелей, а хлорид кобальта (CoCl₂) в качестве однокомпонентного катализатора. Методом одноступенчатой каталитической карбонизации был получен гибрид оксида кобальта@углеродных нанотрубок (CoO@CNTs), который применяли в качестве функционального наполнителя для огнезащитной модификации поликарбоната (PC). Результаты показали, что CoCl₂ эффективно катализирует карбонизацию WEVA, при содержании катализатора 25 г/100 г WEVA выход CoO@CNTs достигал 44,3 г/100 г WEVA; при этом наблюдалась морфология полых многостенных углеродных нанотрубок. При добавлении 3 мас.% полученные CoO@CNTs в композитах на основе PC демонстрировали отличные противопожарные и дымоподавляющие свойства: предел кислородной поддержки горения (LOI) достигал 29,3%, в вертикальном испытании горения UL-94 достигнут класс V0, пиковая скорость тепловыделения (PHRR) снижена на 52,8% по сравнению с чистым PC, максимальные значения дымовыделения (PSPR) и выделения CO (PCOP) уменьшены на 66,1% и 66,3% соответственно. Кроме того, по сравнению с коммерческими CNTs CoO@CNTs показывали лучшие огнезащитные свойства. Механизм огнезащиты в основном связан с синергетическим эффектом CoO и CNTs: CoO катализирует карбонизацию продуктов термического разложения PC, увеличивая количество остаточного углеродистого слоя; CNTs укрепляют структуру углеродного слоя, обеспечивая плотный углеродистый барьер, эффективно препятствующий передаче тепла, диффузии кислорода и выделению горючих газов. Исследование предлагает новый зеленый и экономичный путь высокоценной переработки отходов полимеров, а также новый эффективный гибридный ингибирующий горение агент для функциональных полимерных композитов.

переработка отходов полимеров; каталитическая карбонизация; углеродные нанотрубки; поликарбонат; огнезащитные свойства