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聚乳酸(PLA)作为一种可从生物质资源中制备的塑料,具有可降解与可再生的特性,在取代石油基高分子材料方面显示出了巨大的潜力。然而,PLA材料具有易燃性,这是限制其广泛应用的重要原因。因此,对PLA材料进行阻燃改性的研究是非常有必要的。首先,本文以聚磷酸铵(APP),来源于生物质资源的壳聚糖(CS)以及用氢氧化钠调节成弱酸性的植酸(PA-Na)为原料,在水相中采用层层自组装法制备了“三源一体”的核壳型阻燃剂APP@CS@PA-Na。将APP,只包覆有CS的APP@CS以及同时包覆CS与PA-Na的APP@CS@PA-Na在10 wt%添加量的情况下与PLA共混,对比了它们对PLA材料的阻燃和力学性能的影响。结果表明,APP@CS@PA-Na对PLA材料的阻燃和增韧效果最好,10 wt%的APP@CS@PA-Na就可使PLA材料的LOI达到30.5%,并达到了 UL-94 V0等级,而且也使得阻燃PLA的断裂伸长率比纯的PLA增加了 28.4%。随后,对比了APP@CS@PA-Na在5 wt%,10 wt%以及15 wt%的添加量下,对PLA的阻燃以及力学性能的影响,并探究了其阻燃机理。结果表明,APP@CS@PA-Na添加量越多,对PLA的阻燃效果越好,添加15 wt%的APP@CS@PA-Na的阻燃PLA的LOI达到34.7%;APP@CS@PA-Na添加量越少,增韧效果越好,添加5 wt%的APP@CS@PA-Na的阻燃PLA的断裂伸长率比PLA的增加了 59%。通过对残炭进行扫描电子显微镜-能谱仪联用(SEM-EDS)和拉曼分析,以及对阻燃PLA材料热分解气相产物的分析,发现APP@CS@PA-Na对PLA的阻燃机理以凝聚相阻燃为主。其次,将PA-Na替换成海藻酸(AA),制备了新的“三源一体”核壳型阻燃剂APP@CS@AA,并通过自组装法在APP颗粒表面重复包覆上多个CS/AA双壳层(Bilayer,BL)。然后在10 wt%的添加量下,对比了不同BL数目的核壳阻燃剂APP@CS@AA-1BL,APP@CS@AA-2BL和APP@CS@AA-3BL,对PLA材料阻燃性能的影响。结果表明,APP@CS@AA-3BL对PLA材料的阻燃效果最好,10 wt%的APP@CS@AA-3BL添加量就可使PLA材料的LOI达到30.6%,并达到了 UL-94 V0等级。随后,对比了APP@CS@AA-3BL在5 wt%,10 wt%和15 wt%的添加量下,对PLA材料的阻燃和力学性能的影响。结果表明,APP@CS@AA-3BL添加量越多,对PLA的阻燃效果越好,添加15 wt%的 APP@CS@AA-3BL 的阻燃 PLA 的 LOI 达到 34.5%;APP@CS@AA-3BL 添加量越少,对PLA的增韧效果越好,添加5 wt%的APP@CS@AA-3BL的阻燃PLA的断裂伸长率比PLA的增加了91%。通过对残炭进行SEM-EDS和拉曼分析,以及对阻燃PLA材料热分解气相产物的分析,发现APP@CS@AA-3BL对PLA的阻燃机理以凝聚相阻燃为主。