【摘要】 采用TG-IR联用技术揭示超支化聚磷酸酯改性PLA的热降解规律。HPE使残炭量提升40%，释放气体组分改变，HRC值降低35%，为电子级阻燃PLA开发提供关键技术支撑。

材料特性与挑战​

聚乳酸（PLA）作为生物基聚合物，在生物医学领域应用广泛（生物相容性＞95%），但其高可燃性（LOI＜20%）严重限制电子电气领域应用。超支化聚磷酸酯（HPE）改性可显著提升阻燃性能，UL-94测试达V-0级。

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热稳定性突破​

关键数据揭示：

- 纯PLA：初始分解温度280℃

- HPE/PLA复合材料：分解提前至260℃

- 残炭量提升：340℃时增加40%（图1）

机理：HPE的P-O-C键催化成炭，形成致密保护层

 

气体释放行为​

TG-IR三维光谱分析表明：

1.共同释放物：

  • 醛类化合物（2850-2950 cm⁻¹）
  • CO₂（2350 cm⁻¹）

2.HPE改性特异性：

  • 芳香烃释放提前30℃
  • 脂肪酯峰值强度降低50%

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阻燃增效机制

1. 气相阻燃：释放磷自由基捕获燃烧链

2. 凝聚相阻燃：促进交联成炭（残炭率＞25%）

3. 热屏障效应：降低HRC值35%（MCC验证）

 

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