基于阳离子-π功能化石墨尾矿地质聚合物的无卤无磷阻燃剂提升复合RPUFs的阻燃性与力学性能

【编辑推荐】本研究创新性地通过壳寡糖(COS)质子化氨基与对羟基苯磺酸(C6H6O4S)苯环的阳离子-π相互作用，构建了功能化石墨尾矿地质聚合物阻燃剂(CP@MGTs)，与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)形成C-Si-N-S协同阻燃体系，显著提升硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的阻燃性和机械性能，为工业固废回收和绿色建材开发提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过阳离子-π相互作用实现了石墨尾矿基地质聚合物的表面功能化，开发出无卤无磷阻燃剂CP@MGTs，与MCA协同构建C-Si-N-S阻燃体系，显著提升复合RPUFs的阻燃效率和力学性能。

Materials

石墨尾矿(GTs)购自陕西西北有色地质矿业集团，主要成分见表1；对羟基苯磺酸(C₆H₆O₄S)和壳寡糖(COS)分别购自南京飞腾新材料科技公司和上海恩化学技术公司；三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)用于构建协同阻燃体系。

Characterizations

SEM显示功能化后的CP@MGTs表面粗糙度显著增加（图3b），阳离子-π相互作用使COS通过质子化-NH₃⁺与苯环结合，形成稳定交联结构。FT-IR和XRD证实了化学键的形成，为阻燃性能提升奠定基础。

Conclusions

创新性利用阳离子-π相互作用改性GTs基地质聚合物，开发的CP@MGTs/MCA复合体系使RPUFs极限氧指数(LOI)提升至32.5%，热释放速率峰值降低43%，同时抗压强度提高28%，为建筑防火安全提供了经济环保的解决方案。