用于聚丙烯长效火灾安全的改性乳酸脱氢酶（LDHs）：兼具阻燃性和降低烟雾毒性的双重效果

《Polymer Engineering & Science》：Modified LDHs for Long-Lasting Fire Safety in Polypropylene: Simultaneous Flame Retardancy and Smoke Toxicity Reduction

生物基植酸插层镁铝层状双氢氧化物合成及其在聚丙烯阻燃中的应用研究。通过煅烧-重构法制备LDH-PA阻燃剂，负载15%时PP/LDH-PA复合材料LOI达26.8%，UL-94评级V-1，锥量热分析显示其峰值放热率等关键参数显著降低，阻燃机制涉及物理屏障、稀释效应及自由基淬灭。

　　

摘要

通过煅烧-重构方法成功合成了一种基于生物的植酸（PA）插层的镁铝层状双氢氧化物（LDH-PA），并将其作为高效阻燃剂掺入聚丙烯（PP）中。首先通过共沉淀结合水热处理制备LDH-C前驱体，然后在500°C下煅烧得到层状双氧化物（LDO）。随后在氮气氛围下进行阴离子交换，使LDH结构重构，将PA阴离子引入层间。多种表征技术的结果证实了植酸阴离子的成功掺入。PP/LDH-PA复合材料表现出显著的热稳定性提升。当LDH-PA的掺量为15 wt%时，最大热分解速率降低了19.0%，残余焦炭产率增加到了12.72 wt%。该复合材料的极限氧指数（LOI）为26.8%，并获得了UL-94 V-1等级。锥形量热仪测试表明，与纯PP相比，PP/LDH-PA 15复合材料的峰值热释放率（PHRR）、总热释放量（THR）、峰值烟雾产生率（PSPR）、总烟雾释放量（TSR）、峰值一氧化碳释放率和峰值二氧化碳释放率分别降低了29.6%、19.2%、41.2%、13.4%、35.3%和32.4%。这些性能提升主要归因于三个因素：(i) LDH-PA催化形成的致密焦炭层提供了物理屏障效应；(ii) 在LDH分解过程中释放的二氧化碳和结晶水产生了稀释效应；(iii) PA具有自由基淬灭作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。