近日,华罗庚学院211班颜喜娴同学的论文Low-cost Intrinsic Flame-retardant Bio-based High Performance Polyurethane and its Application in Triboelectric Nanogenerators在《Advanced Science》(在SCI一区)上发表,颜喜娴为文章共一作。
该研究以低成本生物基原料植酸(PA)和二甘油(DG)为基础,设计制备植酸多元醇(PA-OH),通过逐步聚合法合成本征阻燃生物基聚氨酯弹性摩擦电材料(PUPA)。PUPA 在分子结构中构建特殊交联结构、引入含磷极性链段,具备优异的弹性、阻燃性、高介电常数和良好力学性能。其创新点在于利用磷酸原料,以一步缩聚法从源头上优化材料阻燃特性,解决了传统添加型阻燃剂存在的小分子迁移、恶化基体性能及释放有害副产物等问题,简化制备流程,保证材料纯净性与稳定性。PUPA 的阻燃机制是含磷链段燃烧时优先分解产生 PO・自由基,捕获 H・和 OH・中断燃烧链式反应,同时促进材料表面形成炭层隔热屏障,降低火焰传播速度。在应用上,PUPA 凭借固有阻燃性和自熄性能,无需改性或添加剂就能制成阻燃摩擦纳米发电机(PUPA-TENG),且作为安全环保阻燃材料,在个人防护、消防等火灾风险领域具有重要应用价值。