【摘要】 超支化聚磷酸酯(HPE)使PLA极限氧指数提升至32.6%，TG-IR技术揭示催化成炭机制，热释放峰值降低53%，残炭率＞25%。

材料特性与改性突破​

聚乳酸(PLA)作为生物基聚合物面临关键瓶颈：

  • ​应用局限​：电子领域可燃性高（LOI＜20%）
  • ​改性方案​：超支化聚磷酸酯(HPE)添加

1. 端基修饰性：＞8个活性位点/分子

2. 粘度特性：比线性聚合物低40%

3. 阻燃增效：20wt%添加量达UL94 V-0级

 

热降解行为解析​

TG-IR三维光谱揭示：

温度区间

主要挥发物

HPE改性影响

200-300℃

醛类化合物

释放量↓60%

300-400℃

脂肪酯

峰值强度↓45%

>400℃

CO₂/CO

生成比↑3:1

催化成炭机制：磷自由基促进交联（残炭率＞25%）

 

阻燃性能量化

HPE添加量

LOI(%)

HRC(kW/m²)

THR(MJ/m²)

0wt%

19.2

380

18.5

20wt%

32.6

180

9.8

数据趋势：热释放峰值降低53%（MCC验证）

 

工业应用价值​

1.​电子封装​：耐燃等级提升至V-0

2.医疗器械​：生物相容性保持＞95%

3.​环保优势​：替代卤系阻燃剂（无二噁英风险）

 

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