四川大學(xué)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(xué)基金等項(xiàng)目的長期支持下，四川大學(xué)教授王玉忠?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)在高分子材料無鹵阻燃化的基礎(chǔ)研究方面獲重要進(jìn)展，并取得一些關(guān)鍵技術(shù)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(xié)調(diào)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(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

阻燃劑是高分子材料阻燃的關(guān)鍵。原則上，能夠阻止有機(jī)高聚物材料燃燒的物質(zhì)都可選作阻燃劑。但實(shí)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(yán)重不良影響、燃燒時(shí)不釋放有毒和腐蝕性氣體、生產(chǎn)成本低等條件。

由于不同的高分子材料在高溫或燃燒時(shí)的熱分解和燃燒機(jī)理是不同的，因此必須使用與之相適應(yīng)的阻燃劑才能發(fā)揮阻燃作用。例如，聚烯烴類高分子材料，在燃燒時(shí)能產(chǎn)生有效捕捉氫自由基和氫氧自由基物質(zhì)的含溴阻燃劑是最有效的阻燃劑。而無鹵阻燃劑要實(shí)現(xiàn)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(dǎo)致阻燃效率低的矛盾，王玉忠設(shè)計(jì)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(luò)合物構(gòu)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(shí)還具有顯著的抑煙作用。

為解決提高阻燃性與保持力學(xué)性能之間的矛盾，王玉忠設(shè)計(jì)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(zhì)，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(qiáng)作用，又起到阻燃作用。

另外，王玉忠設(shè)計(jì)合成了與玻纖具有較好相互作用的支化和可交聯(lián)大分子阻燃劑，在玻纖增強(qiáng)的高分子體系中應(yīng)用時(shí)，可降低玻纖的導(dǎo)熱和導(dǎo)氣作用，顯著降低了玻纖的“燭芯效應(yīng)”對體系阻燃性的負(fù)面影響，并改善了材料力學(xué)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(jìn)展。

目前，王玉忠在國際學(xué)術(shù)刊物上已發(fā)表上百篇與無鹵阻燃研究相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，且多次在國際阻燃學(xué)術(shù)會議上作大會特邀報(bào)告，還申請與無鹵阻燃有關(guān)的發(fā)明專利30余項(xiàng)，專利成果在多家企業(yè)實(shí)施，產(chǎn)品獲得了20多個(gè)國外權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測認(rèn)證。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該成果已累計(jì)創(chuàng)造20多億元的經(jīng)濟(jì)效益。

(來源:科學(xué)時(shí)報(bào))