阻燃劑在降低易燃有機高分子材料火災風險方面至關重要，廣泛應用于電子電器、家居裝飾、交通運輸、航天航空等領域。然而，現有阻燃體系通常無法兼顧服役期間的長效耐久性、阻燃普適性以及廢棄后的可化學回收性，其難以與基材分離使得廢棄阻燃高分子材料難以高效回收利用，導致資源浪費和環境問題。因此，亟需研發兼具高阻燃效率、環境耐受性和可化學回收循環的阻燃劑，以滿足阻燃高分子材料對可持續發展的迫切需求。
近日，四川大學王玉忠院士/趙海波教授團隊基于可逆界面互鎖策略構建了一種具有高阻燃普適性、長效耐久性且可反復化學循環的微米籠狀阻燃劑。利用含磷酸與過渡金屬間多重高度協同的相互作用驅動納米片宏觀自組裝，形成具有鋸齒狀多孔表面結構的籠狀粒子（PM），其可通過pH刺激組裝網絡的可逆失穩和動態重構，實現從高分子基體中的高效分離、再生和循環利用，而完整保留的高分子基體則可通過傳統的化學回收方法進行回收利用，從而避免阻燃劑存在對其化學降解效率、回收產物純度和再生材料性能的負面影響（圖1）。與現有的可回收阻燃體系不同，通過化學回收可以獲得初始原料單體（含磷酸與過渡金屬離子），其可通過化學重構以適應其它不同領域的差異化應用需求。此外，PM鋸齒狀的表面結構提供了額外的孔隙和接觸面積，高分子基體向內滲透并與其形成緊密的界面互鎖，賦予其苛刻環境下的長效耐久性，適用于多種熱塑/熱固性高分子材料（如聚氨酯、聚碳酸脂、環氧樹脂等）火安全性的大幅提高。
圖3 PM對不同高分子基材的耐久阻燃性能
原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d4mh00116h
- 四川大學王玉忠院士團隊《Macromolecules》封面：新型可反復化學循環高分子 2023-03-31
