四川大學王玉忠小組高分子材料無鹵阻燃研究取得突破

四川大學王玉忠小組高分子材料無鹵阻燃研究取得突破

在國家自然科學基金等項目的長期支持下，四川大學教授王玉忠帶領團隊在高分子材料無鹵阻燃化的基礎研究方面獲重要進展，并取得一些關鍵技術的突破，成功地解決了一些高分子材料的高效無鹵阻燃問題，有效地協調了阻燃性與無鹵化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功應用于多個領域。

阻燃劑是高分子材料阻燃的關鍵。原則上，能夠阻止有機高聚物材料燃燒的物質都可選作阻燃劑。但實際上，除阻燃性外，阻燃劑還必須具備:熱分解溫度要高于高聚物的加工溫度、與高聚物相容性好、對其阻燃對象的其他性能無嚴重不良影響、燃燒時不釋放有毒和腐蝕性氣體、生產成本低等條件。

由于不同的高分子材料在高溫或燃燒時的熱分解和燃燒機理是不同的，因此必須使用與之相適應的阻燃劑才能發揮阻燃作用。例如，聚烯烴類高分子材料，在燃燒時能產生有效捕捉氫自由基和氫氧自由基物質的含溴阻燃劑是最有效的阻燃劑。而無鹵阻燃劑要實現對其阻燃，需要添加更多的量，這就使得無鹵與阻燃的高效相矛盾。

針對聚烯烴類高分子材料的無鹵化必然導致阻燃效率低的矛盾，王玉忠設計合成了無鹵的線形和支化/超支化高分子高效成炭劑，并制備了具有催化脫氫成炭的金屬絡合物構成的新型膨脹阻燃體系，大幅度提高無鹵阻燃體系的阻燃效率，同時還具有顯著的抑煙作用。

為解決提高阻燃性與保持力學性能之間的矛盾，王玉忠設計合成了一系列高阻燃性無鹵熱致液晶高分子，利用液晶高分子在力場作用下易在高分子基體中“原位”形成微纖的性質，在加工過程中在被阻燃高分子材料中形成微纖，既起到增強作用，又起到阻燃作用。

另外，王玉忠設計合成了與玻纖具有較好相互作用的支化和可交聯大分子阻燃劑，在玻纖增強的高分子體系中應用時，可降低玻纖的導熱和導氣作用，顯著降低了玻纖的“燭芯效應”對體系阻燃性的負面影響，并改善了材料力學性能。

在解決一些高分子材料兼具阻燃性和抗熔滴性方面，王玉忠也作了有益探索，取得較大進展。

目前，王玉忠在國際學術刊物上已發表上百篇與無鹵阻燃研究相關的學術論文，且多次在國際阻燃學術會議上作大會特邀報告，還申請與無鹵阻燃有關的發明專利30余項，專利成果在多家企業實施，產品獲得了20多個國外權威機構的檢測認證。據不完全統計，該成果已累計創造20多億元的經濟效益。

(來源:科學時報)