苯基和萘基配体在聚乳酸用P-N型阻燃剂中的阻燃效率对比

《ACS Applied Polymer Materials》：Flame Retardant Efficiency of Benzene vs Naphthalene Ligands in P–N Flame Retardants for Polylactic Acid

聚乳酸（PLA）阻燃性提升研究。通过氢键网络合成HEMPD和HEDAN，在4%和2%添加量下使PLA LOI分别达24%和24.5%，PHRR降低14.94%和11.98%，UL-94认证达V-0级。研究首次揭示芳香拓扑结构对超分子阻燃剂效能的结构-性能关系，为生物基材料阻燃提供新策略。

　　

本研究通过提出一种超分子阻燃策略，解决了可生物降解聚乳酸（PLA）的易燃性问题。利用芳香族拓扑结构对分子组装和阻燃性能的关键调控作用，分别通过氢键网络合成了两种超分子阻燃剂HEMPD和HEDAN，这些网络使用了羟乙基二膦酸（HEDP）与间苯二胺（MPD）和1,5-二氨基萘（DAN）。在PLA复合材料中进行了对比研究，以系统探讨芳香族结构对气相/凝聚相阻燃机制和热稳定性的定量影响。当添加量为4 wt%和2 wt%时，HEMPD和HEDAN分别达到了UL-94 V-0等级。在4 wt%的添加量下，这两种阻燃剂显著提高了PLA的极限氧指数（LOI），从19%提高到24%（HEMPD）和24.5%（HEDAN），同时使峰值热释放率（PHRR）分别降低了14.94%和11.98%。因此，PLA的阻燃性和热稳定性得到了显著提升。这项工作首次从机制上揭示了芳香族拓扑结构与超分子阻燃剂效能之间的结构-性能关系，为在生物基材料中实现高效阻燃性奠定了基础。