杨建军教授团队利用可再生香草酸开发多功能增塑材料

发布时间:2023-12-05

本网讯(化学化工学院聚氯乙烯PVC增塑剂市场占有率最高的是石油基邻苯二甲酸酯类增塑剂。但是,这类增塑剂具有明显的易迁移、难降解和毒性大等缺陷,欧盟、美国和日本在内的许多国家和地区已经禁止了其在医疗器械、食品包装以及儿童玩具等领域的应用。近日,化学化工学院杨建军教授课题组在功能性生物基增塑剂材料开发取得进展。

1)赋予柔性PVC材料阻燃性能,传统阻燃方案严重影响了材料的相容性和机械性能,杨建军教授团队利用生物香草酸来构建绿色阻燃增塑剂材料:相对于未增塑PVC材料,该增塑剂增塑的PVC膜材料断裂伸长率提升了11倍,是生物基阻燃增塑剂材料最高的增塑记录。增塑剂共混后的PVC材料在遇火后形成的残渣能有效阻隔热量传递,从而达到优异的阻燃效果。成功克服了传统阻燃方案柔性差、易迁移等难题。同时,也为开发增塑性、阻燃性、耐迁移性兼顾生物基阻燃增塑剂材料提供了新思路。相关研究以“Synthesis, characterization and performance evaluation of a flame retardant plasticizer for poly(vinyl chloride) derived from biobased vanillic acid”为题发表在化工领域顶级期刊《Chemical Engineering Journal》(DOI: 10.1016/j.cej.2023.146859)上,我校博士研究生钱冰峯为第一作者,杨建军教授为通讯作者,安徽大学为唯一通讯单位。

2)探究不同烷基链长度对增塑PVC性能的影响,以香草酸为骨架,设计构建了VA4-Cn系列增塑剂:VA4-Cn增塑PVC时,新共混膜材料相较于商用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯,具有更好的增塑性能、更高的抗迁移性、更低的玻璃化转变温度以及更优的光学性能。这是香草酸首次作为增塑剂骨架,并获得优异的综合性能,证明了新型香草酸增塑剂材料具有替代传统石油基增塑剂的应用潜力。相关研究以“Vanillic acid as a new skeleton for formulating a biobased plasticizer”为题发表在化工领域TOP期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering(DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c05885)上,我校博士研究生朱会超为第一作者,杨建军教授为通讯作者,安徽大学为唯一通讯单位。

研究工作得到了国家自然科学基金(No. 51973001)、安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2016A792)和安徽省2018年度科技重大专项(18030901077)的资助。


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