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高易燃性、阻燃性差的缺點(diǎn)是聚氨酯（PU）材料存在的一個(gè)全球性問題，此類缺點(diǎn)限制了PU在建筑，汽車和家用電器等各行業(yè)的應(yīng)用。將阻燃劑以傳統(tǒng)添加方式引入時(shí)，由于相容性的問題，會(huì)降低PU的性能。

鑒于此，美國匹茲堡州立大學(xué)Ram K. Gupta等合成了基于脂族（Ali-1和Ali-2）和芳族（Ar-1和Ar-2）結(jié)構(gòu)的新型溴化合物反應(yīng)性阻燃劑（RFR），并制備檸檬烯二硫醇生物基PU。將RFR用于自制的生物基PU阻燃，并對其結(jié)果進(jìn)行分析。

研究者按如下流程，以自制的多元醇和異氰酸酯制備硬質(zhì)PU泡沫，制備完成后，維持在室溫條件下7天，完成固化過程。具體配方列于表1。采用FTIR，GPC，SEM技術(shù)等對制備材料的結(jié)構(gòu)形貌等進(jìn)行了基本表征，并對材料的物理性質(zhì)如密度等進(jìn)行了基本測試；隨后，研究者分析了PU泡沫的熱性能與燃燒性能。

TGA測試表明在250℃之前，所有泡沫都呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，表明RFR添加的Br-多元醇類對穩(wěn)定泡沫的熱穩(wěn)定性很有幫助；此外，對比可知，由于脂肪鏈的熱穩(wěn)定性較差，泡沫的熱穩(wěn)定性略有下降，而由于芳香族物質(zhì)及溴濃度的增加，泡沫的熱穩(wěn)定性提升，表明芳香族比脂肪族具有更高的熱穩(wěn)定性。此外，DTG結(jié)果顯示含有Ar-多元醇的泡沫，分解溫度由375℃上升至400℃，也證明了芳族結(jié)構(gòu)良好的熱穩(wěn)定性。

研究者按照標(biāo)準(zhǔn)垂直燃燒測試對泡沫的燃燒行為進(jìn)行測試分析，結(jié)果表明隨著溴濃度的增加，泡沫的自熄時(shí)間減少。且當(dāng)含有Br-6％時(shí)，Ar-1泡沫和Ar-2-泡沫的自熄時(shí)間可分別短至7.6秒和7秒；同樣的測試方法測得Br-6％時(shí)， Ali-1和Ali-2泡沫的火焰自熄時(shí)間分別為12.4秒和21秒。此外，與燃燒結(jié)果對應(yīng)的，樣品的燃燒面積隨著溴濃度的增加而降低。機(jī)理分析：主要為氣相阻燃機(jī)理，Br自由基對空氣中的H *，OH *和O *等自由基的捕捉作用；此外由于殘?zhí)苛刻嵘砻饕泊嬖谀巯嘧枞紮C(jī)理。

整體來說，在本期研究中，研究者制備合成了四種不同的RFR多元醇，分別是兩種脂族和兩種芳族結(jié)構(gòu)的溴多元醇，使用含有RFR多元醇合成制備生物基剛性PU泡沫，并研究了PU泡沫在0-6％溴濃度下的阻燃效果。結(jié)果表明隨著溴含量的提升泡沫的阻燃性能逐漸提升；且含芳香族PU泡沫的阻燃性能優(yōu)于含脂肪族的PU泡沫。