杨宏宇，副教授，博士生导师，中国科学技术大学博士，香港城市大学博士。主要从事阻燃与火安全材料、建筑高分子功能材料的研究开发。先后主持国家重点研发计划子课题、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项子任务、国家自然科学基金青年基金、重庆市建设科技计划项目等国家/省部级项目10余项，在《Chemical Engineering Journal》《Polymer Degradation and Stability》等期刊上发表学术论文80余篇，申请/授权国家发明专利8项，出版著作4章节，参编行业标准1项。担任中国建筑学会建筑材料分会化学激发胶凝材料专业委员会委员、副秘书长；《塑料工业》和《Safety Science and Technology》期刊青年编委；荣获重庆大学“优秀共产党员”“先进工作者”等称号。

生物基聚乳酸的阻燃、增韧及抗滴落改性的机理调控与性能优化

聚乳酸（PLA）作为最具发展潜力的生物降解高分子材料之一，在替代传统石油基塑料方面展现出广阔的应用前景，但其自身极限氧指数（LOI）仅为19.0%，极易被引燃且伴随严重的熔体滴落现象，具有严重的火灾安全隐患。因此，如何设计并构建一种能够兼顾高效阻燃抗滴落与不严重劣化力学性能的交联网络，是目前PLA交联网络阻燃改性的研究热点。

本研究基于原位反应共混技术，旨在通过构建不同结构的聚氨酯交联网络，协同聚磷酸铵（APP）实现对PLA的高效阻燃与抗滴落改性，并探究该交联网络对复合材料力学性能与热稳定性的影响规律。利用4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）（MDI）和三（2-羟乙基）异氰脲酸酯（THEIC）在PLA 基体中原位构建了聚氨酯交联网络体系MT。该三维网络有效限制了PLA分子链在高温下的运动，显著提升了PLA的熔体黏度并展现出优异的抗滴落性能。当协同添加15%的APP时，复合材料成功通过了UL94 V-0级且无滴落，极限氧指数提升至28.0%。为进一步提升阻燃效率并降低阻燃剂的添加量，本研究引入含有刚性联苯结构的含磷二元醇（DOPO-HQ），构建了含磷聚氨酯交联网络体系MTD。由于磷氮协同阻燃效应，MTD体系仅需添加10 wt% APP 即可通过V-0级并实现无滴落。然而，DOPO-HQ 单体中刚性联苯环的引入，严重限制了聚合物分子链的运动能力，导致材料抗拉强度下降。针对刚性交联网络带来的力学性能降低问题，进一步利用柔性含磷二元醇DOPO-BDDE替代DOPO-HQ，原位构建了柔性含磷聚氨酯交联网络体系MTDB。长链脂肪族醚键的引入显著增加了网络的柔顺性。研究结果显示，最优组分MTDB20A10在维持10%APP低添加量、实现UL94 V-0级阻燃且无熔融滴落的基础上，尽管由于APP添加量减少，其极限氧指数降低至26.0%，但与纯PLA相比仍有较大提升。锥形量热测试表明，该样品的热释放速率峰值（pHRR）显著降低了30.3%。同时，该体系成功克服了脆性缺陷，抗拉强度达到74.64 MPa，较纯PLA提升约28.5%，断裂伸长率较纯PLA提高了47.5%，实现了阻燃性能与力学性能的良好平衡。机理分析揭示，柔性长链在降解初期赋予体系更好的微观流动性，一方面促进了含磷自由基的高效、均匀释放以强化气相阻燃；另一方面抑制了炭层脆裂，诱导凝聚相形成了更具致密性的炭层。

综上所述，基于原位反应共混交联协同阻燃策略，通过构建柔性含磷聚氨酯交联网络，充分发挥了磷氮协同效应。该体系不仅有效克服了传统阻燃改性导致的基体脆性问题，还在降低阻燃剂添加量的情况下，赋予了PLA复合材料优异的阻燃抗滴落性能与力学强韧性，为开发高性能、多功能化的生物基复合材料提供了理论依据与可行的技术路径。

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会议地点

重庆·重庆世纪同辉大酒店

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7月28日：签到领取资料

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