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四川大學(xué)王玉忠/付騰團(tuán)隊(duì) ACS Materials Lett.：高效抗菌防污、高阻燃性乙烯基酯樹脂復(fù)合材料
2024-01-25  來源：高分子科技

  乙烯基酯樹脂（VER）及其復(fù)合材料在軌道交通、航空航天、汽車工業(yè)、海洋工程等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。然而，由碳?xì)湓貥?gòu)成的乙烯基酯樹脂十分易燃，一旦點(diǎn)燃會劇烈燃燒并產(chǎn)生大量有毒煙氣，帶來潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；該類材料常應(yīng)用于高濕熱惡劣環(huán)境，細(xì)菌、真菌等微生物易在材料表面附著繁殖，導(dǎo)致材料失效。迫切需要兼具高阻燃性與抗菌防污、且綜合性能優(yōu)異的乙烯基酯樹脂復(fù)合材料。


  近期，四川大學(xué)王玉忠/付騰團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種具有優(yōu)異阻燃性能與抗菌防污功能VER復(fù)合材料的構(gòu)建策略。該工作受海洋生物—沙堡蠕蟲分泌富羥基粘合劑用于建造管狀棲息地啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一種含有酪胺和磷酸銨基團(tuán)的可粘附大分子—酪胺改性聚磷酸銨（圖1）；利用酪胺基團(tuán)上的酚羥基增強(qiáng)聚磷酸銨、VER樹脂和碳纖維之間的界面相互作用，并賦予復(fù)合材料對細(xì)菌、霉菌和藻類等微生物的廣譜防污損功能（圖2）；酪胺和磷酸銨基團(tuán)在高溫/燃燒時(shí)發(fā)揮協(xié)效作用，利用氣相—凝聚相阻燃機(jī)制賦予復(fù)合材料優(yōu)異的阻燃與抑熱抑煙特性，從而使復(fù)合材料具有高火安全性（圖3）。不同于以往研究需要添加多組分才能同時(shí)提升復(fù)合材料的性能/功能，該工作僅利用酪胺改性聚磷酸銨單一組分，就同步實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料界面、性能與功能調(diào)控。該工作以“A Sandcastle-worm-inspired Strategy towards Anti-microbial Fouling and Fireproof Composite”為題發(fā)表在《ACS Materials Letters》上（DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c01566）。論文的第一作者是四川大學(xué)碩士研究生林雨欣，通訊作者為四川大學(xué)付騰研究員和王玉忠院士。該論文得到了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（51991351）等項(xiàng)目的資助支持。

 

圖1 高效抗菌防污、高阻燃性乙烯基樹脂復(fù)合材料的設(shè)計(jì)策略

 

圖2 乙烯基樹脂復(fù)合材料的廣譜抗微生物污損功能


圖3 乙烯基樹脂復(fù)合材料的高火安全性


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c01566

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