水相自组装生物基核壳膨胀型阻燃剂对聚乳酸的阻燃改性

张艳¹，熊正权¹，李晓楠¹，方征平^1,2

1. 浙大宁波理工学院高分子材料与工程研究所2. 高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系

摘 要：针对聚乳酸（PLA）的生物基阻燃体系存在相容性差或合成工艺复杂、有机溶剂用量大等问题,文中采用水相自组装法,制备了以聚磷酸铵（APP）作为"核",以壳聚糖（CS）、植酸钠盐（PA-Na）作为"壳"的生物基核壳膨胀型阻燃剂APP@CS@PA-Na,研究其不同用量对PLA的阻燃性能、热降解及力学性能的影响。结果表明,当APP@CS@PA-Na的添加量为10%时,PLA可以通过UL94 V0级,氧指数达到30.5%,热释放峰值及总热释放速率分别降低了33.0%和19.4%。残炭分析发现,APP@CS@PA-Na不仅能促进PLA成炭,还有助于提高残炭中的磷含量及石墨化程度,其添加量是影响保护性炭层"质"与"量"的重要因素。在氮气氛围下的热失重测试也表明其促进成炭行为。APP@CS@PA-Na的添加量在合理范围内时,其对PLA具有一定的增韧作用。添加10%APP@CS@PA-Na的PLA的断裂伸长率和冲击强度比纯PLA分别提高了28%和17%。

关键词：聚乳酸;自组装;核壳阻燃剂;阻燃;增韧;