新型膨胀阻燃剂阻燃聚乳酸材料研究(3)
表1.1 聚乳酸的应用
应用领域 应用举例
包装材料 塑料包装袋、垃圾袋、透明吸塑包装
电子产品 电子产品外壳、电脑零件、手机零件等
农业用品 农用薄膜、钓鱼线等
一次性用品 可降解餐具、水杯、电影胶卷
医疗用品 手术缝合线，药物缓释载体，骨结合部位固定材料［26］
1.2.3 膨胀型阻燃剂阻燃聚乳酸研究现状
随着聚乳酸材料在国计民生方面的应用越来越多，对聚乳酸材料的阻燃研究也变得越来越重要,近年来，对聚乳酸的阻燃处理越来越频繁地使用膨胀型阻燃剂，例如王鹏等［27］采用聚磷酸铵和低温膨胀型石墨以一定比例复配制备聚乳酸复合材料，得到的复合材料的氧指数很高，阻燃效果很好。陶慷等［28］合成了一种新型环状磷腈大分子PCPP，可以当做单组份阻燃剂使用，绿色环保，且PCPP的添加有效提高了聚乳酸的热稳定性，燃烧时残炭量高，在形成的炭层中有P-O-C键，能有效阻止燃烧。凌启飞等［29］将聚乳酸、聚磷酸铵和竹粉进行共混制备复合材料，竹粉可以充当炭源，还是一种廉价且环保的填料，而聚磷酸铵充当酸源和气源，结果证明，当APP达到20%时，复合材料的力学性能和阻燃性能达到最好。除了竹粉这一廉价的填料外，还可以选择酒糟、鸡粪等填料，这些填料不仅绿色环保，且易得，因此在聚乳酸中加入各种各样的填料也成为如今研究的一个热点，总体来说，填料的加入可以提高聚乳酸的综合性能，包括热稳定性、阻燃性能以及颜色和透明度。对填料的选择主要基于填料的价格、可用性、与树脂的相容性、对制品性能的影响、研磨的难易程度、对成型过程的影响以及对材料吸水性的影响等多个因素。填料的加入量一般从10%—50%（质量分数）。无机填料主要有蒙脱土、沸石、二氧化硅、玻璃等，有机填料主要有酒糟、鸡粪、木质素、纤文素、竹粉等，填料的加入不仅可以降低材料的成本，并且和膨胀型阻燃剂有一定的协同阻燃作用。还有人将石墨烯加入到膨胀型阻燃聚乳酸复合材料中，将石墨烯加入到聚乳酸复合材料中，不仅可以提高聚乳酸的抗熔滴性，还能使材料的热稳定性提高，这是因为材料母体与石墨烯之间具有很强的相互作用，这种相互作用使得石墨烯拥有非常大的比表面积以及较好的分散性，但是石墨烯的加入却使复合材料的气密性下降。为了提高聚乳酸的生物降解能力，同时兼顾价格问题，一般选用酒糟这样的有机填料较好。
1.3 本课题的研究内容及意义
本课题研究的内容是将RDP与DDG复配成膨胀型阻燃剂来阻燃聚乳酸，研究了RDP和DDG以不同比例复配时对复合材料阻燃性能和力学性能的影响，通过热重分析对得到的复合材料以及原料的热稳定性进行分析，万能材料试验机分析复合材料的力学性能，氧指数测试仪、垂直燃烧测试仪分析复合材料的阻燃性能。本课题的创新之处是，将乙醇工业中产生的废物DDG重新利用，DDG充当膨胀型阻燃剂中的碳源，这一做法不仅对废物二次利用，节省了能源，使复合材料的成本大大降低，同时DDG的分解产物无毒，是绿色环保的阻燃剂，同时，我们用RDP对DDG进行表面处理之后，RDP包覆在DDG表面，这样就解决了液体阻燃剂在加工成型的过程中很难加入的问题，同时使复合材料的力学性能和阻燃性能都有一定的提高。