四川大学金勇教授团队 ACS AMI：基于有机硒的阻燃自修复水性聚氨酯

2023-03-20 来源：高分子科技

水性聚氨酯因其环境友好性而受到广泛关注，被广泛应用于许多领域。然而，由于这些性能之间的相互矛盾，合成具有阻燃性和快速室温自愈能力，同时具有优异力学性能和乳液稳定性的水性聚氨酯仍然是一个很大的挑战。

鉴于此，川大金勇教授团队合成了含0.67 ~ 3.28 wt %有机硒的一系列水性聚氨酯(SWPU-x)，基于其在高温下清除活性氧自由基的能力和双硒键的动态交换特性，同时实现了阻燃和自修复能力。在垂直燃烧试验中，这些SWPU-x薄膜均在点火后1 s内自动熄灭。SWPU-4的极限氧指数提高到28.5%，具有优异的UL-94评级(V-0)和自愈合效率(91.25%，在室温下光反应器中愈合30 min)，同时具有较高的力学性能(抗拉强度为18.5 MPa，断裂伸长率为869.63%)，总热释放(THR) (49.28 MJ/m²)下降了空白水性聚氨酯(WPU) (64.67 MJ/m²)的23.80%。本工作发现了一种新型阻燃元素(有机硒)，并同时研究了其阻燃行为和自愈功能，这将极大地扩展水性聚氨酯的应用范围。

图1. 基于有机硒的阻燃自修复水性聚氨酯(SWPU)的结构表征。

图2. SWPU的乳液性能与形貌。

图3. SWPU的自修复与可回收性能。

图4. SWPU在氮气与空气中的热重曲线，以及空气中的DSC曲线。

图5. SWPU的垂直燃烧测试。

图6. SWPU的锥量与极限氧指数测试。

图7. 空白水性聚氨酯（WPU）（a）和SWPU-5（b）的猝灭超氧自由基能力。

图8. SWPU的阻燃机理。

相关研究成果以“Flame-retardant and self-Healing waterborne polyurethane based on organic selenium”为题，发表在国际著名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。四川大学轻工科学与工程学院硕士研究生商翔为本文第一作者，其导师金勇教授为通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c02251?ref=pdf

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻