纳米材料阻燃聚乳酸的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.04.016

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (4): 102-114.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.04.016

纳米材料阻燃聚乳酸的研究进展

李梦琪, 陈雅君()

北京工商大学化学与材料工程学院，塑料卫生与安全质量评价技术北京市重点实验室，中国轻工业先进阻燃剂工程技术研究中心，石油和化工行业高分子材料无卤阻燃剂工程实验室，北京 100048

收稿日期:2021-10-28 出版日期:2022-04-26 发布日期:2022-04-24
通讯作者: 陈雅君，女，副教授，硕士生导师，研究方向：环境友好阻燃高分子材料，高分子纳米复合材料，chenyajun@th.btbu.edu.cn
E-mail:chenyajun@th.btbu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(22175006);北京工商大学校级优青培育计划项目(BTBUYP2021)

Research progress in flame⁃retardancy of poly（lactic acid） with nanomaterials

LI Mengqi, CHEN Yajun()

Petroleum and Chemical Industry Engineering Laboratory of Non?halogen Flame Retardants for Polymers，China Light Industry Engineering Technology Research Center of Advanced Flame Retardants，Beijing Key Laboratory of Quality Evaluation Technology for Hygiene and Safety of Plastics，School of Chemical and Materials Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China

Received:2021-10-28 Online:2022-04-26 Published:2022-04-24
Contact: CHEN Yajun E-mail:chenyajun@th.btbu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

对近5年国内外用于聚乳酸（PLA）的纳米阻燃剂的相关研究进展进行综述，包括二维过渡金属碳化物（MXene）、金属有机框架材料、石墨烯、纳米蒙脱土、生物基纳米阻燃剂、碳纳米管等，总结归纳了这些纳米阻燃剂阻燃PLA的制备方法、性能和机理，并对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词: 聚乳酸, 纳米材料, 金属有机框架材料, 碳纳米管, 石墨烯, 生物基纳米阻燃剂

Abstract:

This paper reviewed the research progress in the flame retardancy of poly（lactic acid） with nanomaterials in recent five years. These nanomaterials include metal organic framework material （MOF）， graphene， nano montmorillonite， bio?based nano flame retardants， carbon nanotubes， and so more. The preparation methods， properties， and mechanism of the nano flame retardants were summarized， and their future development trend was prospected.

Key words: polylactic acid, nano material, metal organic framework material, carbon nanotube, graphene, bio?based nano flame retardant

中图分类号:

TQ321

李梦琪, 陈雅君. 纳米材料阻燃聚乳酸的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 102-114.

LI Mengqi, CHEN Yajun. Research progress in flame⁃retardancy of poly（lactic acid） with nanomaterials[J]. China Plastics, 2022, 36(4): 102-114.

图/表 15

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PLA/3%Ti₃C₂⁃DOPO	-	277±12	25.9±1.1	26.3±0.3	V⁃0	［33］
PLA	37	752	171.1	21.5	NR	［34］
PLA/11.5%IFR/0.5MXene	39	263	144.5	30.0	V⁃0	［34］
PLA	64±3	428±23	64.7±1.2	20.5±0.2	NR	［35］
PLA/1.0%MXene⁃PPDA	59±2	333±11	60.7±0.3	22.8±0.2	V⁃0	［35］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
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PLA	37	752	171.1	21.5	NR	［34］
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PLA/1.0%MXene⁃PPDA	59±2	333±11	60.7±0.3	22.8±0.2	V⁃0	［35］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	-	-	-	20.5	NR	［44］
PLA/1 %ZIF⁃8	-	-	-	22.5	V⁃2	［44］
PLA	-	-	-	20.5	-	［46］
PLA/6.2 %壳聚糖/0.8 % ZIF⁃8	-	-	-	25.2	V⁃2	［46］
PLA	-	-	-	21.0	NR	［47］
PLA/4.2% CHP/0.8 % ZIF⁃8	-	-	-	26.0	V⁃2	［47］
PLA	67±3	435.8±8	45.0	20.5	NR	［48］
PLA/2 % GPZ	62±1	258.0±7	29.9	27.0	V⁃2	［48］
PLA	-	-	-	21.0	-	［49］
PLA/2 %DOPO@Co⁃MOF	-	-	-	23.5	-	［49］
PLA	67±3	450.8±15	81.7±0.7	19.0±0.1	NR	［50］
PLA/3.3 %APP/1.7 %Ni⁃MOF	97±2	329.6±37	65.9±1.6	31.0±0.4	V⁃0	［50］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	-	-	-	20.5	NR	［44］
PLA/1 %ZIF⁃8	-	-	-	22.5	V⁃2	［44］
PLA	-	-	-	20.5	-	［46］
PLA/6.2 %壳聚糖/0.8 % ZIF⁃8	-	-	-	25.2	V⁃2	［46］
PLA	-	-	-	21.0	NR	［47］
PLA/4.2% CHP/0.8 % ZIF⁃8	-	-	-	26.0	V⁃2	［47］
PLA	67±3	435.8±8	45.0	20.5	NR	［48］
PLA/2 % GPZ	62±1	258.0±7	29.9	27.0	V⁃2	［48］
PLA	-	-	-	21.0	-	［49］
PLA/2 %DOPO@Co⁃MOF	-	-	-	23.5	-	［49］
PLA	67±3	450.8±15	81.7±0.7	19.0±0.1	NR	［50］
PLA/3.3 %APP/1.7 %Ni⁃MOF	97±2	329.6±37	65.9±1.6	31.0±0.4	V⁃0	［50］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	64±1	393±5	67.1±0.5	-	NR	［52］
PLA/15%GOH	64±2	210±8	50.5±0.7	-	V⁃0	［52］
PLA	64±1	393±5	67.1±0.5	20	NR	［53］
PLA/2.4%BPPT/0.6%M⁃GO	59±1	384±6	63.6±1.7	36.0	V⁃0	［53］
PLA	62	422.0	49.2	20.0	NR	［54］
PLA/6%FGO⁃HQ	58	321.2	28.1	26.5	V⁃0	［54］
PLA	-	337	23.1	-	-	［55］
PLA/2%PNFR@RGO	-	321	18.7	-	-	［55］
PLA	29±2	425±13	52±5	19.7	NR	［56］
PLA/2%（RGO⁃AZOB/SMB）	43±2	100±6	12±5	31.4	V⁃0	［56］

纳米材料阻燃聚乳酸的研究进展

Research progress in flame⁃retardancy of poly（lactic acid） with nanomaterials

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样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	78	405	71	19	NR	［57］
PLA/17 %ALPi/3 %OMMT	31	299	88	28	V⁃0	［57］
PLA	-	561	122	19.1	NR	［58］
PLA/8 %DiDOPO/2 %OMMT	-	365	89	25.8	V⁃0	［58］
PLA	35	536	74.9	20.0	NR	［59］
PLA/5 %DOPO⁃Ca⁃MMT	33	456	72.0	28.3	V⁃0	［59］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	69±1	434±25	70.1± 0.5	19.5	NR	［62］
PLA/5 %APP@CNF	48±1	375±15	56.6± 0.5	27.5	V⁃0	［62］
PLA	110	365	89	-	-	［63］
PLA/7.5 %APP/2.5 %BSDH	101	185	45	-	-	［63］
PLA	110	365	89	-	-	［64］
PLA /10 %LHP	95	320	70	-	-	［64］
PLA	69±1	443±25	65±1.2	-	NR	［65］
PLA/10 %PN⁃FR@CNF	59±1	304±18	60±1.2	-	V⁃0	［65］
PLA	68±2	433.5±4.9	66.1±0.7	19.8	NR	［66］
PLA/5 %HACP⁃PA	57±1	367.3±12	51.9± 14.6	24.2	V⁃0	［66］

样品	TTI/s	PHRR/kW·m^-2	THR/MJ·m^-2	LOI/%	UL 94	参考文献
PLA	48	522	129	21.0	NR	［67］
PLA/5 %CSi⁃MCA/10 %APP	30	239	81	33.6	V⁃0	［67］
PLA	54	513±16	76±5	-	-	［69］
PLA/3 %MoS₂⁃PDA@Ni（OH）₂	67	402±10	74±3	-	-	［69］
PLA	63	394.3	56.4	19.5	NR	［70］
PLA/10 %（Co/P⁃C₃N₄）	79	306.1	51.9	22.5	V⁃1	［70］
PLA	-	189	-	18.5	V⁃2	［71］
PLA/6 %SiO₂@AM	-	93.2	-	27.5	V⁃0	［71］
PLA	-	368	-	19.0	NR	［72］
PLA/5 %MAPP	-	333	-	25.5	V⁃0	［72］
PLA	-	-	-	23.0	NR	［73］
PLA/1 %MWCNT⁃DOPO⁃OH/14 %AHP	-	-	-	28.6	V⁃0	［73］

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