综述：聚酰胺胺树枝状大分子（PAMAM）和线性聚酰胺胺（PAAs）在塑料和纺织品中的阻燃应用

这篇综述系统阐述了聚酰胺胺（PAMAM）树枝状大分子和线性聚酰胺胺（PAAs）作为新型阻燃剂（FR）的设计原理与应用进展，重点解析了其分子结构-性能关系、热稳定性机制及在棉织物和聚合物基体中的协同阻燃效应（如氮/磷/硫元素协同、纳米黏土增强）。文章特别强调了这两类聚合物通过气固双相作用（释放NH3等惰性气体和促进炭层形成）实现高效阻燃的创新策略。

　　

引言

全球塑料年产量已突破4.1亿吨，但其易燃性引发的火灾风险催生了对环保型阻燃剂的迫切需求。传统阻燃剂面临环境毒性挑战，而聚酰胺胺类聚合物因其可设计的分子结构和多重阻燃机制成为研究热点。本文聚焦PAMAM树枝状大分子和线性PAAs这两类氮富集聚合物，揭示其在塑料和纺织品阻燃领域的最新进展。

合成、结构与物化特性

PAMAM树枝状大分子

通过迭代迈克尔加成和酰胺化反应构建精确的层状分支结构（G0-G10），表面官能团（-NH₂、-COOH等）可调控。其球形拓扑（1-3.5 nm）赋予独特的牛顿流体行为，热分解起始温度（T_onset）随代数增加而升高（G4达350°C），胺端基促进氨气释放。

线性PAAs

由双丙烯酰胺与伯/仲胺通过aza-Michael聚合的一锅法合成，主链含规律分布的酰胺/叔胺基团。α-氨基酸衍生的两性PAAs（如M-GLY、M-ASP）兼具羧基和胺基，pH响应性显著。其热分解呈现多阶段特征（200-300°C主链断裂），残炭率可达20-30%。

热稳定性与阻燃机制

PAMAM

300-500°C分解时释放NH₃/CH₄稀释火焰，磷改性后（如DPC-PAMAM）在聚氨酯中使热释放速率峰值（PHRR）降低58%。硅烷嫁接版本（P@PAMAMOSi）通过溶胶-凝胶法固定于棉纤维，残炭量提升至34.5%。

PAAs

早期分解（T_onset10%≈125-225°C）触发纤维素脱水炭化，二硫键修饰的PAAs（如B-CYSS）通过S-S键均裂捕获自由基。与Ca²⁺/蒙脱土协同时，残炭率翻倍（M-ASP-Ca²⁺达40%），垂直燃烧测试中实现自熄。

应用性能

纺织品处理

PAAs在棉纤维上形成渗透涂层：7%添加量的M-GLU使水平燃烧速率降低76%，锥形量热测试中CO生成减少42%。二硫键共聚物（M-GLY₃₀-CYSS₇₀）在垂直燃烧中残炭率达96%。

塑料改性

PAMAM作为环氧树脂固化剂（20 wt%）使LOI升至26.4%；超支化PPAM-AT在聚丙烯中实现UL-94 V-0级，其硅磷杂化结构抑制熔滴。

未来展望

需重点解决PAAs的水洗耐久性问题，并通过生命周期评估（LCA）验证环境友好性。分子设计将趋向多功能集成，如结合生物降解性与高效阻燃。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献内容，专业术语均标注英文缩写及化学式。）