同济大学于涛教授带你了解本质阻燃可降解热固性PLA

在生物基聚酯中，聚乳酸(PLA)因其环境友好和可生物降解的优点而被认为是最有前途的品种之一。      

目前，聚乳酸的主要消费领域是包装材料，占总消费量的65%左右；其次为生物医学领域，约占总消费量的26%。

然而， 传统的聚乳酸材料为热塑性聚乳酸，其脆性高、热稳定性差和可燃性等缺点限制了其广泛应用 。    

PLA易燃且伴有严重滴落，限制了其在电子电器、汽车等对阻燃性能要求较高的领域中的应用，在 PLA 中添加阻燃剂是一种简便高效的阻燃方式 。

目前，已有大量采用无卤阻燃剂提高PLA阻燃性能的研究报道。

为了在改善 PLA 易燃性的同时保持其生物基特性，人们尝试将生物基材料与现有阻燃剂复合，或者以生物基材料为原料通过物理或化学的方法赋予其作为阻燃剂使用的特性，这也是阻燃 PLA 研究中的热点。

目前常见的生物基阻燃PLA开发方向包括： 纤维素阻燃剂阻燃PLA 、 含木质素的阻燃PLA体系 、 含壳聚糖的阻燃PLA体系 、 含植酸的阻燃PLA体系 、 含环糊精的阻燃PLA体系 、 含淀粉的阻燃PLA体系 等。

       以上的阻燃方式均是 将阻燃剂加入PLA中，需考虑阻燃剂的加入是否会降低PLA的性能，或者大大提高阻燃材料的成本 。

本质阻燃（依靠材料本身化学结构形成的阻燃和隔热性能）可以很好的解决PLA阻燃的问题。

通过在聚合过程中引入磷系阻燃剂基团，可以得到具有本质阻燃性能的热固性聚乳酸，无需外加阻燃剂即可达到UL-94 V-0阻燃等级，无需后加阻燃剂改性，同时该树脂可完全降解，无有害降解产物 。使得本质阻燃PLA有望广泛应用于航空内饰、汽车、电子电器等领域。

同济大学于涛教授团队开发了一种苎麻/热固性聚乳酸复合材料，基体树脂使用的是于涛教授团队 可生物降解的星形聚乳酸 。

图片来源：DOI: 10.1007/s10965-021-02715-7

通过热压成型制备苎麻/热固性PLA复合材料

图片来源：DOI: 10.1007/s10965-021-02715-7

图片来源：DOI: 10.1007/s10965-021-02715-7

可生物降解的星形聚乳酸在土壤中10天即可完全降解，苎麻/热固性聚乳酸复合材料在土壤中一个月可降解45% 。

为了更好的了解 本质阻燃热固性聚乳酸 的发展和应用 ， 2023第二届绿色复合材料论坛 邀请 同济大学于涛教授 莅临大会，分享《 本质阻燃高性能可降解热固性聚乳酸的研究 》的主题报告。

       于涛，同济大学教授，博士生导师。现任同济大学航空航天与力学学院副院长、资产与实验室管理处副处长。

       主要从事环境友好复合材料的高性能化和多功能化研究。

       担任上海市复合材料学会副秘书长，中国复合材料学会青年工作委员会、天然纤维复合材料分委会、智能复合材料分委会委员，上海市航空学会学术委员会委员，上海市力学学会青年工作委员会委员等职务。 

      发表SCI收录论文40余篇，他引超过1600次。获授权国家发明专利10余项。获上海市自然科学奖二等奖、上海市力学学会优秀青年学者、上海市复合材料青年科技奖等奖励。

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1. Jie He, Tao Yu*, Weidong Yang, Yan Li. Biodegradable star-shaped poly(lactic acid): Synthesis, Characterization and its reaction kinetics. Journal of Polymers and the Environment. 2022, 30(8): 3121-3128.

2. Jing He, Tao Yu*, Shaokai Chen, Yan Li*. Soil degradation behavior of ramie/thermoset poly(lactic acid) composites. Journal of Polymer Research. 2021, 28(10): 379