聚丙烯（PP）具有优异的加工性能、电绝缘性和均衡的机械性能，在汽车、医疗设备和家用电器等领域得到广泛应用。随着科技的快速发展，对高性能PP材料的需求日益增长。然而，PP的易燃性限制了其应用范围。因此，开发兼具优异阻燃性能和力学性能的PP材料，已成为研究的焦点。北京化工大学杨万泰院士团队以糠醇（FA）和顺丁烯二酸酐（MA）为原料，成功制备了具有规则球形形貌的共聚物微球（FMa）。随后，通过胺化和磷酸化处理，将FMa微球转化为磷酰化FMa微球（P-FMa）（图1）。之后进一步与聚磷酸铵（APP）共混制备了PP/APP/P-FMa复合材料，并对其阻燃抑烟性能和力学性能进行了研究。该工作以“Sustainable furfuryl alcohol-based flame retardants with regular spherical morphology: Endow polypropylene with excellent flame retardancy, smoke suppression, and mechanical properties”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。Kaihao Wang为论文的第一作者，杨万泰教授、陈冬副教授为论文通讯作者。
图1.（a）通过2SP法合成FMa微球和（b）FMa共聚物微球胺化和磷酸化合成P-FMa微球的路线示意图。
【阻燃性能】
图2. 不同PP复合材料在50 kW/m2下的锥形量热测试结果:（a）HRR，（b）THR，（c）质量保持曲线。（d）本研究中APP/P-FMa的综合阻燃性能与文献报道的比较
【阻燃机理】
【机械性能】
由图4可见，PP/APP/P-FMa1的拉伸强度达到 43.2 MPa，相比于PP/APP（32.6 MPa）和PP（44.3 MPa）保持了较高水平。而冲击强度则达到了10.5 kJ/m2，比PP/APP复合材料（4.4 kJ/m2）提高了138.6 %，比PP（8.3 kJ/m2）提高了26.5 %。PP/APP/P-FMa1冲击强度高度增强的原因主要在于两个方面：一是P-FMa的加入可以有效地促进APP在PP基质中的分散。另一方面，具有规则球形形态的P-FMa微球均匀地分布在PP基质中，在受到外力时可以有效地吸收能量。
作者|李哲浩
校审|刘杰
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