四川大学王玉忠/付腾团队 ACS Mater. Lett.：高效抗菌防污、高阻燃性乙烯基酯树脂复合材料

2024年01月25日13:45 来源：高分子科技

乙烯基酯树脂（VER）及其复合材料在轨道交通、航空航天、汽车工业、海洋工程等诸多领域具有广泛应用。然而，由碳氢元素构成的乙烯基酯树脂十分易燃，一旦点燃会剧烈燃烧并产生大量有毒烟气，带来潜在火灾风险；该类材料常应用于高湿热恶劣环境，细菌、真菌等微生物易在材料表面附着繁殖，导致材料失效。迫切需要兼具高阻燃性与抗菌防污、且综合性能优异的乙烯基酯树脂复合材料。

近期，四川大学王玉忠/付腾团队报道了一种具有优异阻燃性能与抗菌防污功能VER复合材料的构建策略。该工作受海洋生物—沙堡蠕虫分泌富羟基粘合剂用于建造管状栖息地启发，设计了一种含有酪胺和磷酸铵基团的可粘附大分子—酪胺改性聚磷酸铵（图1）；利用酪胺基团上的酚羟基增强聚磷酸铵、VER树脂和碳纤维之间的界面相互作用，并赋予复合材料对细菌、霉菌和藻类等微生物的广谱防污损功能（图2）；酪胺和磷酸铵基团在高温/燃烧时发挥协效作用，利用气相—凝聚相阻燃机制赋予复合材料优异的阻燃与抑热抑烟特性，从而使复合材料具有高火安全性（图3）。不同于以往研究需要添加多组分才能同时提升复合材料的性能/功能，该工作仅利用酪胺改性聚磷酸铵单一组分，就同步实现复合材料界面、性能与功能调控。该工作以“A Sandcastle-worm-inspired Strategy towards Anti-microbial Fouling and Fireproof Composite”为题发表在《ACS Materials Letters》上（DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c01566）。论文的第一作者是四川大学硕士研究生林雨欣，通讯作者为四川大学付腾研究员和王玉忠院士。该论文得到了国家自然科学基金重大项目（51991351）等项目的资助支持。

图1 高效抗菌防污、高阻燃性乙烯基树脂复合材料的设计策略

图2 乙烯基树脂复合材料的广谱抗微生物污损功能

图3 乙烯基树脂复合材料的高火安全性

原文链接：

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

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