聚乳酸(PLA)的易燃性、成核速度慢、紫外线屏蔽性能差等问题限制了生物塑料的广泛应用。传统的功能添加剂通常具有合成工艺复杂、不环保、功能单一等缺点,与聚乳酸共混后还会导致力学性能下降。本研究以生物基植酸和烟酰胺为单体,采用简单绿色的水相静电自组装法制备了全生物基多功能添加剂(PN)。仅加入 2 wt % 的 PN 就能使聚乳酸的极限氧指数达到 29.0%,UL-94 等级达到 V-0,符合阻燃材料的标准。聚乳酸/PN 复合材料的阻燃机理主要是气相阻燃。此外,聚乳酸的紫外线防护因子值提高到了 90.8,显示出良好的紫外线屏蔽能力。值得注意的是,PN 的加入增加了聚乳酸的成核密度,从而保持了聚乳酸更好的机械性能。该研究为大规模制备全生物基多功能添加剂提供了一种绿色高效的方法,有望拓展聚乳酸的应用领域。
相关成果以题为“Enhanced Flame Retardancy, Ultraviolet Shielding, and Preserved Mechanical Properties of Polylactic Acid with Fully Biobased Multifunctional Additives by a Green Method”发表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。江南大学硕士研究生钟文涛为该论文的第一作者,徐鹏武副教授和马丕明教授为论文的共同通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。
原文链接:10.1021/acssuschemeng.3c06993