四川大学王玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

四川大学王玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

在国家自然科学基金等项目的长期支持下，四川大学教授王玉忠带领团队在高分子材料无卤阻燃化的基础研究方面获重要进展，并取得一些关键技术的突破，成功地解决了一些高分子材料的高效无卤阻燃问题，有效地协调了阻燃性与无卤化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功应用于多个领域。

阻燃剂是高分子材料阻燃的关键。原则上，能够阻止有机高聚物材料燃烧的物质都可选作阻燃剂。但实际上，除阻燃性外，阻燃剂还必须具备:热分解温度要高于高聚物的加工温度、与高聚物相容性好、对其阻燃对象的其他性能无严重不良影响、燃烧时不释放有毒和腐蚀性气体、生产成本低等条件。

由于不同的高分子材料在高温或燃烧时的热分解和燃烧机理是不同的，因此必须使用与之相适应的阻燃剂才能发挥阻燃作用。例如，聚烯烃类高分子材料，在燃烧时能产生有效捕捉氢自由基和氢氧自由基物质的含溴阻燃剂是最有效的阻燃剂。而无卤阻燃剂要实现对其阻燃，需要添加更多的量，这就使得无卤与阻燃的高效相矛盾。

针对聚烯烃类高分子材料的无卤化必然导致阻燃效率低的矛盾，王玉忠设计合成了无卤的线形和支化/超支化高分子高效成炭剂，并制备了具有催化脱氢成炭的金属络合物构成的新型膨胀阻燃体系，大幅度提高无卤阻燃体系的阻燃效率，同时还具有显著的抑烟作用。

为解决提高阻燃性与保持力学性能之间的矛盾，王玉忠设计合成了一系列高阻燃性无卤热致液晶高分子，利用液晶高分子在力场作用下易在高分子基体中“原位”形成微纤的性质，在加工过程中在被阻燃高分子材料中形成微纤，既起到增强作用，又起到阻燃作用。

另外，王玉忠设计合成了与玻纤具有较好相互作用的支化和可交联大分子阻燃剂，在玻纤增强的高分子体系中应用时，可降低玻纤的导热和导气作用，显著降低了玻纤的“烛芯效应”对体系阻燃性的负面影响，并改善了材料力学性能。

在解决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，取得较大进展。

目前，王玉忠在国际学术刊物上已发表上百篇与无卤阻燃研究相关的学术论文，且多次在国际阻燃学术会议上作大会特邀报告，还申请与无卤阻燃有关的发明专利30余项，专利成果在多家企业实施，产品获得了20多个国外权威机构的检测认证。据不完全统计，该成果已累计创造20多亿元的经济效益。

(来源:科学时报)