协同离子交联与 DOPO 衍生相保护用于机械性能稳健且防火安全的聚硫辛酸超分子网络开放获取

《RSC Applied Interfaces》：Synergistic Ionic Cross-Linking and DOPO-Derived Phase Protection for Mechanically Robust and Fire-Safe Poly(thioctic acid) Supramolecular NetworksOpen Access

　　

聚硫辛酸（PTA）超分子材料是一种有前景的动态聚合物平台，但其有限的热稳定性、较弱的成炭能力以及可燃和有毒挥发物的释放限制了其防火应用。本文提出了一种P–N协同阻燃策略，通过将多胺诱导的离子交联与DOPO衍生的含磷芳香单元结合到PTA超分子网络中来实现。四亚乙基五胺（TEPA）与PTA生成铵-羧酸盐离子缔合，构建多离子盐型超分子网络；而10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（ODOPB）引入了磷杂菲和氢醌衍生的芳香结构以增强凝聚相保护。值得注意的是，含2 wt% ODOPB的PTPA-ODB2拉伸强度达到24.95 MPa，韧性显著提升。与纯PTA相比，PTPA-ODB2的拉伸强度和韧性分别提高了1997%和512%，实现了强度和韧性的同步增强。PTPA-ODB2还表现出优异的防火安全性，与纯PTA相比，峰值热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别降低了54.9%和31.8%，峰值烟雾产生速率（PSPR）、总烟释放量（TSR）、峰值CO生成量（PCO）和峰值CO?生成量（PCO?）分别降低了37.1%、25.5%、39.0%和61.3%，实现了热量释放、烟雾和有毒气体的同步抑制。扫描电镜显示PTPA-ODB2燃烧后形成致密、近乎无孔的炭层，X射线光电子能谱证实了含氮和含磷碳质结构的形成。热重-红外联用分析验证了芳香族化合物、羰基化合物、SO?、CO和CO?释放的抑制。防火性能的增强归因于离子网络稳定化、DOPO衍生的凝聚相保护、潜在的气相自由基淬灭以及P–N协同增强保护性炭层。本工作为开发防火安全的基于PTA的超分子材料提供了一种高效的分子设计策略。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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