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[材料资讯] 王玉忠院士团队提出“氢键交联”聚酯阻燃抗熔滴策略

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发表于 2020-3-16 07:00:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)因其优异的综合性能而得到了广泛应用。然而PET极易燃烧,其在被点燃后还会产生严重的熔滴现象,极大的限制了其在对防火有一定要求的领域的应用,而现有商业化含磷阻燃体系都是通过促进聚酯的降解而加速熔融滴落带走热量和火源来达到阻燃效果的,存在阻燃与抗熔滴相矛盾的问题。基于以上问题,我室开展了一系列卓有成效的研究,先后提出和发展了“高温自交联抗熔滴”、“离子聚合物抗熔滴”以及“高温自重拍抗熔滴”等阻燃抗熔滴技术。

聚酯阻燃

聚酯阻燃
       近日,我室在前期研究基础上提出了“氢键交联”的聚酯阻燃抗熔滴策略,通过分子设计合成了一种含苯并咪唑结构的PET共聚酯。由于自身特殊的结构特点,在氢键和π-π堆积作用的驱动下,苯并咪唑基团能够在共聚酯分子链中形成纳米尺度的聚集体,起到可逆的物理交联网络的作用,进而抑制PET分子链的自由运动。经变温红外、变温XRD以及一系列的剪切和拉伸流变等测试验证,该物理交联网络在共聚酯熔体状态下依然能够保持,因而使得共聚酯熔体表现出较高的零剪切黏度和熔体强度,从而能够抑制熔滴现象的产生。同时,苯并咪唑基团能够促进共聚酯在燃烧时快速形成稳定的炭层,使共聚酯表现出良好的成炭性和自熄性。因此,共聚酯的熔体强度和成炭性都得到了提高,从而赋予共聚酯高效的阻燃和抗熔滴效果,解决了聚酯阻燃和抗熔滴相矛盾的难题。此外,与其他阻燃抗熔滴共聚酯体系相比,由于可逆氢键交联网络的存在,该共聚酯体系表现出了更高的玻璃化转变温度和拉伸强度,有望进一步拓展PET基聚酯的应用范围。
       该项研究得到国家自然科学基金重点项目(21634006)的资助,相关结果以《Semi-aromatic copolyesters with high strength and fire safety via hydrogen bonds and π-π stacking》为题发表在Chemical Engineering Journal上,该文的第一作者是王玉忠院士的博士研究生倪延朋,通讯作者是王玉忠教授和汪秀丽教授。
       原文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.05.212
       文章来源:四川大学
      
       王玉忠,中国工程院院士,四川大学教授。1994年6月四川大学博士研究生毕业,获博士学位。长期以来, 一直在高校从事教学与科研工作。 1999 年受DAAD资助在德国 Max Planck Institute for Polymer Research 作访问教授, 2002 年受英国皇家学会资助在英国 The University of Nottingham 作访问教授。 1995 年在四川大学晋升教授,1997 年获得博士生导师资格, 2015年当选中国工程院院士。创建环保型高分子材料国家地方联合工程实验室、环境友好高分子材料教育部工程研究中心和降解与阻燃高分子材料省高校重点实验室及相应的四川省国际合作基地,并任主任。中国兵工学会阻燃专业委员会荣誉主任委员、中国塑协降解塑料专委会副会长、全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会副主任委员、国家科技奖励评审专家、公安部科技奖励评审专家、教育部科技委学部委员等,担任Polymer Degradation and Stability、Journal of Applied Polymer Science等12个中英文期刊编委、CCL副主编。荣获"全国优秀科技工作者"称号,入选 " 新世纪百千万人才工程 " 国家级人选、国家杰出青年科学基金获得者、教育部 " 长江学者奖励计划 " 特聘教授、教育部创新团队带头人、入选"教育部跨世纪优秀人才"计划,四川省学术与技术带头人。获得何梁何利科技进步奖、四川省最高科技奖“科技杰出贡献奖”、中国工程院光华工程科技奖青年奖(第五届)、四川省杰出青年科技创新奖、四川省优秀研究生指导教师称号、宝钢教育奖优秀教师奖、四川大学首届"最受学生欢迎教师奖"、四川大学2015年度(首届)产学研合作年度杰出贡献奖一等奖。
       汪秀丽教授,博士生导师。1994年本科毕业于四川大学化学系,2003年获得四川大学材料学博士学位。2006年获教育部新世纪优秀人才资助,四川省学术与技术带头人后备人选,2011年获得四川省杰出青年基金,2011年受DAAD资助赴德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所Leibniz-InstituteofPolymerResearch(IPF)做访问学者。在生物基聚合物尤其是淀粉、纤维素等生物大分子改性及功能化以及制备环境友好材料方面开展了一系列的研究工作,先后承担了国家“863”项目、国家科技支撑计划子课题,以及国家自然科学基金等项目。发表SCI收录论文90余篇,申请了37项国家发明专利,其中26项得到授权。获得国际技术发明二等奖(排名第五)1项,国家科技进步二等奖(排名第6)1项,四川省科技进步二等奖1项(排名第6),高校科技进步二等奖1项(排名第6)。

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