近期，我室在《Chemical Engineering Journal》上发表题为“Controllable micro cross-linking towards multifunctional flame-retardant aliphatic polyamide”的研究论文。我室2021级博士研究生张琴为论文第一作者，王玉忠教授和刘博文研究员为通讯作者。
【研究背景】
尼龙6（PA 6）因其机械强度高、化学稳定性好、耐磨、抗疲劳、绝缘等特性，被广泛应用于各种工业和民用领域。然而，随着现代社会的快速发展及其对高性能材料的需求，PA 6已逐渐不能满足实际应用的需要，尤其是在需要高机械性能、阻燃性、可加工性等专业领域。
为了实现PA 6阻燃性能的提升，通常需要通过在加工过程中混合阻燃剂或将功能单体共聚至聚合物链中。物理共混法效率高、操作简便、成本低，但通常需要相对较多的添加剂，从而导致材料机械性能、加工性能及耐久性变差。化学共聚可在功能单体和聚合物链之间形成牢固的共价键，从而提高耐久性并在很大程度上保持加工性能。然而，化学共聚通常只注重改善单项性能，在同时改善材料的整体性能方面存在局限性。大多数已报道的含磷共聚PA 6都具有理想的阻燃性，但却存在机械性能、可纺性差等问题，因此，开发具有优异综合性能的阻燃PA 6仍是一项重大挑战。
【主要内容】
鉴于此，在国家重点研发计划“面向高端应用的阻燃高分子材料关键技术开发”的资助下，王玉忠院士团队通过含磷可控“微交联”策略，设计、合成了一种新型含磷酰胺单体，并将其共聚到典型热塑性聚合物PA 6的聚合物链中。一方面，通过侧链膦酰胺基团与主链酰胺基团之间的酰胺互换反应，成功获得了微交联结构，从而使共聚物拉伸强度提高了23.7%，并在很大程度上保持了拉伸韧性。另一方面，功能性磷基团在火灾中显示出高效的自由基捕获效应，使该共聚物在单体含量低至2 mol%的情况下具有优异的阻燃性。此外，该共聚物还具有良好的可纺性、熔融结晶性能、介电性能、抗静电性能和电池性能，具有广泛的应用潜力。
以上研究工作以“Controllable micro cross-linking towards multifunctional flame-retardant aliphatic polyamide”为题发表在Chemical Engineering Journal。论文第一作者为博士研究生张琴，通讯作者为王玉忠教授，刘博文研究员。该工作得到国家重点研发计划“面向高端应用的阻燃高分子材料关键技术开发”课题五“本征阻燃尼龙66 的工程化制备及应用示范”（2021YFB3700205）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144983
