聚乳酸常用阻燃剂简介

磷系阻燃剂是应用广泛、具有较好实用性的环保型阻燃剂。磷系阻燃剂按照不同的组成与结构可分成有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂，有机磷系阻燃剂主要包括磷酸酯、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)等有机磷化合物。无机磷系阻燃剂主要有红磷、聚磷酸铵、磷酸盐等；磷系阻燃剂还可按照使用方式不同，分为添加型和反应型两类。添加型磷系阻燃剂是将阻燃剂直接与高分子材料进行物理混合，然后加工成复合阻燃功能材料，反应型磷系阻燃剂则是将阻燃基团通过化学反应的方式键合到高分子材料上实现阻燃的目的。研究表明，磷系阻燃剂的阻燃机理为，阻燃剂在高温时会发生热解，产生酸性物质，酸性物质有利于聚乳酸(PLA)聚合物降解形成炭层，阻止热量向聚合物基体传递，并且磷系阻燃剂燃烧过程中产生的含磷自由基也可淬灭PLA热解时产生的自由基，并可与聚合物基体形成热稳定性很高的聚合物网络，实现阻燃效果。磷系阻燃剂已广泛应用于PLA等高分子材料的阻燃改性中。

目前报道的用于PLA磷系阻燃剂主要是DOPO与其他化合物反应生成的衍生物，如DOPO与环氧化聚丁二烯、DOPO与肉桂酰胺、DOPO与甲醛等。另外一种磷系阻燃剂是基于聚磷酸铵(APP)的复配阻燃剂，如将含有聚己内酯(PCL)链段、PLA链段以及苯基次磷酸盐的离子共聚物与APP复合，或者将植酸镍(PA-Ni)、葡甲胺(N)与APP相结合。这些磷系阻燃剂均能使PLA获得优异的阻燃性能。

无机纳米阻燃剂因其特殊的尺寸特征，与普通无机粒子相比具备独特优势，为制备阻燃材料提供了新思路。但无机纳米粒子单独作为阻燃剂使用时存在添加量大的缺点，实际应用中，通常将无机粒子和其它类型阻燃剂进行复配以提高阻燃效果。

纳米镁铝水滑石可用于PLA的阻燃，一般采用插层剂对其插层，制备出氨基磺酸插层水滑石、磷钨酸插层改性镁铝水滑石等，再与膨胀阻燃剂(IFR)复合，用于阻燃改性PLA，提升PLA的阻燃性能。另外，有机插层纳米蒙脱土有明显的抑烟作用，可以使PLA/麦秸纤维复合材料的阻燃性能得到有效改善。

近年来新型纳米阻燃剂碳纳米管(CNTs)在PLA阻燃领域也有应用。例如可将10-羟基-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲10氧化物(DOPO-OH)共价嵌至多壁碳纳米管(MWCNT)的表面，制备得到DOPO官能化的MWCNT (MWCNT-DOPO-OH)，并通过熔融共混引入至PLA/磷酸铝(AHP)体系中，进而提高PLA/AHP的阻燃性能。

近几年，随着人们环保意识的日益提高，人们开始逐渐将研究方向转移到利用生物质阻燃剂来改善PLA的阻燃性能。常见的生物质阻燃剂包括淀粉、纤维素、环糊精等。生物质阻燃剂因含大量活性羟基，加入PLA后在燃烧时交联成炭，形成多孔炭层，从而达到阻燃的目的。但生物质材料单独使用同样存在添加量大、相容性差等问题，因此对生物质材料进行改性具有重大意义。

生物质阻燃剂一般与其他阻燃剂复配使用：例如可采用五氧化二磷、甲磺酸、三聚氰胺对生物质阻燃剂壳聚糖进行改性，然后将改性壳聚糖和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配，形成IFR；将磷系阻燃剂二乙基次膦酸铝(AlPi)和淀粉进行复配，形成协效阻燃剂对PLA进行阻燃改性，可获得阻燃效果良好的PLA；通过植酸改性壳聚糖(PAMC)与MPP复配得到IFR，再以有机化蒙脱土为协效剂，可有效改善PLA复合材料的阻燃性能。