化学工程与装备2023年第5期8ChemicalEngineering&Equipment2023年5月仿生聚合物的构建对材料阻燃性能的影响黄玲（福力德（福州）消防检测有限公司，福建福州350000）摘要：近些年，在探索设计合成聚合物材料的过程中，从天然生物聚合物中获取灵感，模仿天然结构以获取突破机械性能瓶颈的方式并扩展聚合物材料应用，越来越受到学者们的推崇。本文旨在讨论基于天然生物聚合物中获得启示，将阻燃剂设计引入到基体中，实现自阻燃合成聚合物的重要进展。希望能为进一步开发多功能仿生聚合物材料，以及设计生物友好的自阻燃聚合物提供帮助。关键词：生物启发；牺牲键；阻燃性能；力学性能1背景随着社会高速发展，应社会各个领域的不同需求，材料的性能应具有多方面的优势才能更好地服务于人类。近些年科研工作者立志于从生物牺牲键中获得启示，天然材料复杂性的一个标志是其层次结构，其中包括在多个长度尺度上存在不同的键和结构基序。模仿构建人工牺牲键结构可以提升聚合物韧性和多功能性。现已实现的人工牺牲键可分为：牺牲共价键和牺牲非共价键。牺牲性共价键包括：可逆共价网络（RCN）、双网络水凝胶（DN凝胶）、动态共价交联网络等，当共价键被用作牺牲性时，由于共价键断裂之后不会再自行恢复，会导致材料不可逆转和永久性损坏。于是当经受重复的大变形时，这些材料会表现出软化和呈缩小趋势的磁滞回线。牺牲性非共价键包括：氢键、离子键和金属-配体配位键等，它们比共价键弱且是可逆的。牺牲性非共价键可以在共价键之前断裂并能够自我修复，以维持生物材料的完整性。生物体经过精细优化的功能和结构特征，为人们模仿生物材料制备人造材料提供了源源不断的思路，成为近几十年极具吸引力的研究领域。除了增韧增强合成聚合物之外，模仿自然界中有序微观结构的阻燃材料也层出不穷。科研工作者将阻燃剂通过设计引入到基体中，使其与基体实现有效的分散，紧密的界面粘合和渗滤，仿照生物材料构建优化结构，能够同时提升材料的阻燃效果和机械性能。a1)DAC/MTM膜合成原理；a2)DA–CMC与MTM的重量比为1：9、3：7、5：5、7：3的膜极限氧指数LOI测试结果；a3)DA–CMC与MTM的重量比为1：9、3：7、5：5、7：3的膜燃烧测试后数码照片(fromRef.[2])b1)PU-LDH-Fe3O4-PDA-OM海绵制造工艺;b2)温度对PU-LDH-Fe3O4-PDA-OM海绵WCA的影响(fromRef.[3]).c1)FeP-Flax纤维改性示意图；c2)PLA、Flax/PLA、FeP-Flax/PLA在锥形量热仪测试中热释放速率（HRR）随时间变化；c3)P...
