聚乳酸阻燃增韧双功能离聚物助剂的设计合成与应用研究

基本信息
批准号:21805023
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:吴芳
学科分类:
依托单位:重庆文理学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:华笋,安珈璇,刘翼,杜坤鹏
关键词:
聚乳酸生物基高分子助剂生物基聚合物
结项摘要

As a biodegradable thermoplastic polyester and a promising alternative material to petro-derived polymers, polylactide (PLA) have been the focus of attention for years. However, the poor fire-resistance and brittle nature of PLA restricts its application and development. Up to now, the study about simultaneously improving the flame retardancy and tougheness of polylactide by added only one additive is very rare, although many studies have been done about the modification of PLA. In this work, a new type dual-functional ionomer additives which be used in the flame retardancy and toughening modification of PLA will be synthesized. These ionomer additives contain two segments: one segment is the polyester segment, which not only can improve the compatibility between ionomers and PLA matrix, but also play a role in toughening PLA; the other one is ionic enriched segment, which can spontaneously form inter- and intra-molecular ionic aggregates in PLA, thus to serve as physical crosslinking points to accomplish the excellent anti-dripping performance of PLA matrix. Besides, due to a variety of phosphoric acid with flame retardancy can be introduced through acid-base neutralization reaction with tertiary amine in the synthesis process of ionomer additives, the flame retardancy of the modified PLA will be further improved. Through these studies, the corresponding theoretical model and its possible mechanism will be put forward. This research will provide not only novel preparation strategy for this research area, but also a theoretical fundament for potential application of this kind of additives.

聚乳酸是一种重要的可生物降解高分子材料,但易燃以及脆性大等缺点,使其应用领域受到很大的限制。目前,分别实现聚乳酸阻燃或者增韧的改性助剂有很多,但在聚乳酸中简单的同时加入这两种改性助剂,往往并不能同时实现基材的有效阻燃和增韧。因此,本项目将通过分子设计,拟合成具有阻燃增韧双功能的离聚物助剂,然后通过简易的物理共混则可同时实现聚乳酸的阻燃增韧。该离聚物助剂主要由非极性的聚酯主链和离子化的共聚单体两部分组成。聚酯链段的作用体现在对基材的增韧增塑方面。离子化共聚单体的作用不仅体现在其合成过程中,利用叔胺的弱碱性,通过酸碱中和反应引入各种具有阻燃作用的含磷弱酸,提高基材的阻燃性;还体现在最终形成的离子聚集体,增加分子链间的缠绕,增大燃烧时的熔体黏度,实现基材的抗熔滴。通过系统研究助剂分子结构、聚集形貌与离聚物对基材宏观阻燃增韧效果之间的联系,提出阻燃增韧的机理,为材料的阻燃增韧提供新的研究思路。

项目摘要

聚乳酸(PLA)是一种重要的可生物降解高分子材料,但易燃以及脆性大等缺点,使其应用领域受到很大的限制。目前,分别实现聚乳酸阻燃或者增韧的改性助剂有很多,但在聚乳酸中简单的同时加入这两种改性助剂,往往并不能同时实现基材的有效阻燃和增韧。因此,本项目利用离聚物同时具有非极性聚合物主链与离子基团的这种特殊分子结构,分别设计合成了对PLA有阻燃增韧改性作用的线性以及支化双功能离聚物助剂。通过少量添加这种大分子离聚物助剂,就能同时实现聚乳酸的高效阻燃增韧改性。另外,进一步研究了离聚物助剂能够高效阻燃、增韧改性聚乳酸的机理,为后续PLA的多功能化改性提供新的研究思路。在此基础上,不断优化离子液体(离子盐)的结构及组成元素,合成了具有抗菌、增韧、阻燃多功能化的离聚物助剂,并将其用于了聚乳酸的改性研究。相比于传统的加工助剂,离聚物助剂的优势主要体现在用于聚乳酸改性时,一种加工助剂即可实现多功能化改性,添加量少,改性效果好,具有一定推广的价值。通过本项目的开展,采用相同的分子设计思路,可以进一步合成出具有其他多种功能化的离聚物助剂,不仅可以为更多聚酯材料的改性研究提供借鉴和指导,还可以很大程度上拓展离聚物助剂的实际应用领域。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021
5

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019

吴芳的其他基金

批准号:81902351
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71402088
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474165
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11304405
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701978
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204137
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30800533
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300757
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51407080
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

表层功能化核壳型聚乳酸增韧粒子的合成及其增韧机理研究

批准号:21776183
批准年份:2017
负责人:吉旭
学科分类:B0803
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
2

磷硅阻燃增韧脂肪胺类固化剂的设计合成及其对环氧树脂的阻燃和增韧作用研究

批准号:51903193
批准年份:2019
负责人:霍思奇
学科分类:E0305
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

离聚体对聚甲醛的增韧研究

批准号:59863001
批准年份:1998
负责人:李柱石
学科分类:E0304
资助金额:10.00
项目类别:地区科学基金项目
4

多功能聚磷腈基阻燃剂的构建及对聚乳酸的阻燃、抗熔滴和增韧作用机制研究

批准号:51903222
批准年份:2019
负责人:戴进峰
学科分类:E0304
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目