聚乳酸具有生物降解性、可再生性、拉伸强度高、透明性好等优点,是一种具有广阔应用前景的生物基热塑性脂肪族聚酯。但是,聚乳酸同时也存在易燃、脆性高、结晶能力差等缺点,限制了其在汽车、电子电气等领域中的应用。阻燃剂的加入能够提高聚乳酸的阻燃性能,但在添加量较大时会损害聚乳酸的机械性能。
近日,我室在前期研究基础上合成了四丁基磷酸四氟硼酸盐离子液体(IL),并将其用作聚磷酸铵(APP)的阻燃增效剂,用于聚乳酸的阻燃改性。由于APP和IL之间存在协同作用,仅需要添加3 wt%的APP/IL (IL:APP=1:1)就能提高聚乳酸的火安全性。改性后聚乳酸的极限氧指数(LOI)提高到27.2 vol%,能通过 UL-94 V-0 级,并且有效降低了聚乳酸燃烧过程中的热释放。此外,将APP/IL加入到聚乳酸中还可以改善聚乳酸的脆性,使聚乳酸的断裂伸长率由8.5%提高到204.6%,同时聚乳酸的结晶度也得到提高。IL/APP的加入对聚乳酸的透明度影响很小。改性后聚乳酸具有良好的韧性和阻燃性,有望进一步拓宽聚乳酸的应用范围。该工作近期发表在Composites Part B 上, 第一作者是我室硕士研究生贾蕴琬同学。