从分子水平精准构建功能体系已成为开发先进高端聚合物复合材料的重要途径，这使得对聚合物的功能化和高性能改性更加高效，该方法也是开发具有优异阻燃和力学性能高分子材料的重要途径。除了基团协同效应，分子尺度上的基团聚集效是一种精确的制备高性能和多功能阻燃剂的先进方法。聚集形式、聚集尺度和聚集基团的多样性为阻燃剂的设计提供了无限的可能性。
图1. PMD的结构及对PC性能的影响。
由图3可以看到，与纯PC相比，1 %PMD/PC和1 %MVCD/PC复合材料的冲击强度分别提高了27.1 %和16.2 %。随着添加量的增加，PMD/PC的冲击强度继续升高，最大提高34.9 %；而MVCD/PC的冲击强度大幅降低，最多降低46.7 %。PMD/PC复合材料的弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率均与纯PC相当。这说明低分子量的MVCD在保持PC基体的拉伸和弯曲性能方面存在不足。
【阻燃及增韧机理】
在阻燃性能方面，PMD中的磷杂菲热解会产生一系列磷氧自由基和苯氧自由基，不仅可以终止聚合物基体在凝聚相中的分解，还可以抑制气相中的燃烧反应。此外PMD热解还生成含硅氧化物和磷酸盐化合物，增强炭层的阻隔和保护作用。与低分子量MVCD相比，具有分子级基团聚集特性的PMD不仅表现出更高效的综合阻燃效果，同时可以抑制和延缓有毒气体的释放。这应该归因于分子级基团聚集的集中释放阻燃效应，特别是在熄灭小火焰和抑制火势增长方面。
在机械性能方面，PMD的增韧机制，主要来自柔性硅氧烷链段通过共价交联在分子尺度聚集，使PMD结构骨架类似于硅橡胶。特别是PMD大分子在微/纳米尺度上的进一步聚集，使PMD颗粒更倾向于具有增韧作用的橡胶颗粒。然而，PMD颗粒与PC基体之间形成的界面力不足，在一定程度上限制了PMD颗粒的增韧效果，尤其是在大形变下，如拉伸实验中的塑性伸长。
作者|雷森浩
校审|刘杰
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