《磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸樹脂的性能與機理》是依託北京工商大學，由陳雅君擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸樹脂的性能與機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳雅君
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為構建在聚乳酸中具有高效阻燃作用的磷腈/三嗪雙基分子，獲得該類分子的結構構建規律及阻燃機理，本申請以三聚氯氰和六氯環三磷腈為主要原料製備了一種新型結構的磷腈/三嗪雙基分子並對其端基進行功能化修飾，研究磷腈/三嗪雙基分子對聚乳酸樹脂阻燃性能和熱性能的影響規律，剖析磷腈/三嗪基團的雙基阻燃協同效應，通過對比端基結構不同的雙基分子阻燃聚乳酸的性能，獲得端基結構對阻燃聚乳酸性能的影響規律；為提高雙基分子的阻燃效率，通過復配含磷腈或三嗪基團的阻燃劑進一步最佳化雙基分子中三嗪與磷腈基團的比例，研究復配體系阻燃聚乳酸的阻燃效果，通過原位摻雜的方式將納米金屬化合物引入到雙基分子中，研究雙基分子原位摻雜納米金屬化合物阻燃聚乳酸的性能表現，剖析在復配和摻雜條件下磷腈與三嗪基團提效作用模式和機理。本申請將為無鹵阻燃聚乳酸增添新的選擇，為提效阻燃機理研究擴展新的方向，為構建新型高效阻燃的雙基分子進行新的科學實踐。
結題摘要
本項目共設計併合成了四種磷腈/三嗪雙基分子（A1、A2、A3、A4）和一種磷腈/三嗪雙基分子原位摻雜納米氧化鋅的化合物（A4-d-ZnO），並將其用於阻燃聚乳酸樹脂。具體包括以下四部分內容：（1）合成了一種磷腈和三嗪基團比例固定的雙基分子HTTCP（A1）並將其用於阻燃聚乳酸樹脂，研究了其在聚乳酸樹脂中的基團協同阻燃效應及作用機理。實驗結果證明，磷腈/三嗪雙基分子通過發揮氣相和凝聚相雙相協同阻燃機理達到高效阻燃的效果。（2）在HTTCP的基礎上通過改變端基種類合成了3種具有不同端基結構的磷腈/三嗪雙基分子，研究了端基結構對阻燃聚乳酸的性能影響規律。闡明了端基結構影響磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸體系阻燃性能的作用機理。實驗結果表明，端基為烷胺基的磷腈/三嗪雙基分子能夠發揮最好的阻燃效果，可歸因於凝聚相的成炭作用、炭層的禁止保護作用、氣相中PO2·的自由基淬滅作用和H2O, CO2, NH3等的稀釋可燃氣體作用。（3）將磷腈/三嗪雙基分子HTTCP與含磷腈基團的化合物六苯氧基環三磷腈（HPCTP）復配阻燃聚乳酸，通過外部添加磷腈基團來調控阻燃體系中磷腈基團和三嗪基團的比例，研究其對阻燃聚乳酸性能的影響規律及提效阻燃作用。結果表明，當磷腈和三嗪基團的摩爾比例為11: 5時，復配阻燃PLA複合材料的阻燃效果最好。（4）合成了一種原位摻雜納米氧化鋅的磷腈/三嗪雙基分子（A4-d-ZnO），將其用於阻燃聚乳酸樹脂，研究其對聚乳酸的阻燃性能和熱性能的影響規律。實驗結果表明, A4-d-ZnO在較低添加量下就能極大程度提高PLA樹脂的阻燃效果，這是由於A4-d-ZnO在阻燃聚乳酸體系中發揮斷鏈促滴落的阻燃機理。
