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聚乳酸(PLA)材料是生物可降解的绿色高分子材料,因其优异的性能广泛用于各个领域,但是PLA是一种易燃材料,这严重影响了其进一步的发展和应用,因此提高PLA材料的阻燃性能是十分重要的。研究表明,石墨状氮化碳(g-C3N4)作为一种二维纳米材料,具有优异的热稳定性与化学稳定性,可以应用到高分子材料的阻燃。本论文主要通过熔融共混法制备PLA/石墨状氮化碳复合材料并重点研究其阻燃性能。以三聚氰胺为原料,通过高温聚合法制备多壁二维纳米材料g-C3N4。然后以六氯环三磷腈、氯化钴、三聚氰胺为原料,同样以高温聚合法制备出g-C3N4掺杂物g-C3N4/P与g-C3N4/P/Co。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征了产物形貌与分子结构,证明g-C3N4多壁二维纳米材料的制备与掺杂成功;并通过热重分析法(TGA)研究其热稳定性。将g-C3N4、g-C3N4/P、g-C3N4/P/Co分别加于PLA中制备阻燃PLA复合材料,通过TGA、SEM、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪和差示扫描量热仪等方法研究PLA复合材料的阻燃性能与机理、结晶性能以及力学性能。研究发现,三种复合材料的热稳定性与阻燃性能均得到提高,g-C3N4的阻燃效果略优于纯PLA,g-C3N4/P、g-C3N4/P/Co的阻燃效果均优于g-C3N4。加入15wt%g-C3N4/P与15wt%g-C3N4/P/Co的PLA复合材料,其LOI值分别提升到24%、22.5%,UL-94等级均达到V-1级,与纯PLA相比,热释放速率峰值(PHRR)分别降低了24.7%、24.1%,总热释放值(THR)分别降低了15.8%、12.1%,且15wt%g-C3N4/P/Co的加入极大地抑制有毒气体CO的产生,CO生成峰值(PCOP)降低了52.9%。三种阻燃剂的加入均导致PLA复合材料的拉伸强度下降,但拉伸模量有所提升;g-C3N4的加入有利于PLA结晶性能的提升,而另两种阻燃剂则使PLA的结晶性能下降。将g-C3N4分别与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)按不同比例复配制备二元阻燃PLA复合材料,以进一步提升PLA/g-C3N4材料的阻燃性能。研究发现,二元阻燃PLA复合材料的热稳定性能均有所降低,但阻燃性能得到大幅提升,而且它们的阻燃性能均优于使用单一阻燃剂的PLA/g-C3N4、PLA/DOPO、PLA/MPP复合材料;二元阻燃体系中复配10wt%DOPO与10wt%MPP的PLA复合材料阻燃性能最佳,PLA/10DOPO/g-C3N4和PLA/10MPP/g-C3N4的LOI值分别达到29.5%、25%,UL-94等级分别达到V-0、V-1级,与纯PLA相比,THRR值分别降低了25.2%、24.1%,THR值分别降低了23.6%、21.1%。研究发现,复配加入的DOPO使PLA复合材料的拉伸强度与拉伸模量大幅降低,但材料的流动性能变好,偏向液体黏性流动;而复配加入的MPP对力学性能影响较小,使材料的黏度变大,偏向于固体弹性流动;复配加入的DOPO、MPP均能提高PLA材料的结晶性能。