SO42-/MxOy型固体超强酸在膨胀型阻燃聚乳酸体系中的催化成炭机理研究

在材料燃烧过程中，特别是在膨胀阻燃体系中，成炭效率和质量是阻燃的关键，而在成炭过程中，酯化和脱氢反应占据了重要的位置。固体超强酸由于对许多合成反应呈现高效的催化活性，有望在材料燃烧过程中起到催化酯化进而促进成炭的作用。项目拟在前期研究的基础上，以SO42-/MxOy 型固体超强酸为主要对象，将其与传统膨胀型阻燃剂复配，应用于聚乳酸阻燃改性，系统研究固体超强酸、膨胀型阻燃剂、聚乳酸三者的组成和配比与材料成炭行为、膨胀倍率、阻燃性能之间的关系；探讨改性聚乳酸在燃烧和降解过程中所发生的物理变化和化学反应，阐明固体超强酸的成炭催化作用和协效膨胀聚乳酸体系阻燃机理。项目的开展有助于为固体超强酸复配膨胀型阻燃体系的广泛应用提供实验基础和理论依据，进一步丰富高分子材料阻燃和降解科学内容，同时拓展固体超强酸的应用范围，为实现资源节约型、环境友好型的社会发展战略贡献应有的力量。

材料燃烧过程中，特别是在膨胀阻燃体系中，成炭效率和质量是阻燃的关键。而在成炭过程中，酯化和脱氢反应占据了重要的位置。固体超强酸由于对许多合成反应呈现高效的催化活性，有望在材料燃烧过程中起到催化酯化进而促进成炭的作用。.我们研究了固体超强酸在膨胀型聚乳酸体系协同阻燃效应。研究表明，仅仅少量的固体超强酸的添加就可以聚乳酸材料的极限氧指数得到大幅度提高，燃烧级别也得到明显改善。固体超强酸的加入显著的改善了膨胀型聚乳酸的热分解行为，进而导致了阻燃能力的提高和残炭率的增加。形成了更加致密、更加膨胀的炭层。.另外，聚乙烯醋酸乙烯酯由于其优良的性能，被广泛的应用。但是纯的EVA容易燃烧。为了提高其使用时的安全性，扩大应用范围，需要对其进行阻燃。固体超强酸、交联粘土和杂多酸都属于固体酸类，是近年来迅速发展地绿色催化剂，具有优良的催化酯化的作用。基于上述聚乳酸体系的研究结果，项目组将新型固体酸催化剂引入到化学膨胀型阻燃剂中，考察其对催化剂与阻燃剂之间的协同作用进行系统研究，用于提高EVA的阻燃性能，进而阐明阻燃机理。.项目的开展为固体酸复配膨胀型阻燃体系的广泛应用提供实验基础和理论依据，进一步丰富了高分子材料阻燃和降解科学内容，同时拓展了固体酸的应用范围。