近日，我院徐之光教授团队与澳大利亚南昆士兰大学研究人员合作，在磷氮复合型阻燃剂的原子经济合成及其应用于聚乳酸材料高效阻燃领域取得重要进展。相关研究成果以“Atom-economic synthesis of an oligomeric P/N-containing fire retardant towards fire-retarding and mechanically robust polylactide biocomposites”为题发表于中国科技期刊卓越行动计划重点期刊Journal of Materials Science & Technology（SCI一区TOP，影响因子：10.319）。我院青年教师冯佳冰博士为该论文第一作者，谢鸿雁博士、徐之光教授与南昆士兰大学宋平安教授为论文共同通讯作者，嘉兴学院为第一完成单位。

聚乳酸（PLA）来源于可再生资源，具有可生物降解性能与高力学强度等优势，但它自身的可燃性限制其广泛应用。传统磷氮复合型阻燃剂能有效阻燃PLA材料，但它们的合成过程中往往涉及到副产物的生成，降低了原子效率。因此，如何设计开发一种无副产物、原子经济型的磷氮复合型阻燃剂反应路线，且将阻燃剂用于PLA高效阻燃，成为亟待解决的问题。

图1 APN阻燃剂的原子经济合成路线及其应用于PLA阻燃

在该项研究中，研究人员设计了一种温和且原子经济型的迈克尔聚加成反应用于新型磷氮复合型阻燃剂的合成。该反应以丙烯酸酯封端的苯基膦酸酯（DABP）与丙二腈（MN）为底物，在室温条件下通过迈克尔聚加成反应合成了一种含氰基的苯基膦酸酯齐聚物（APN，Mn=3000 g/mol），并且该反应无副产物生成，实现100%原子利用率。更重要的是，3 wt%的APN添加量使PLA达到UL-94垂直燃烧测试V-0等级，并且极限氧指数（LOI）提升至36.7 vol%。这项研究为磷氮复合型阻燃剂提供了一种绿色环保合成思路，并有助于促进可生物降解的高性能PLA阻燃材料的可持续发展。

以上研究工作得到了国家自然科学基金（21801097）和澳大利亚研究理事委员会项目基金（DP190102992, FT190100188）的资助支持。

人物简介：

冯佳冰，博士，讲师。2022年毕业于南昆士兰大学未来材料研究中心，获博士学位，同年入职嘉兴学院。主要研究方向为新型阻燃剂的绿色合成及其在聚合物材料中的应用。以第一作者/共同一作身份在Adv. Funct. Mater.，Chem. Eng. J.，J. Mate. Sci. Technol.，ACS Sustainable Chem. Eng.等材料领域知名期刊发表SCI论文7篇。

谢鸿雁，博士，讲师。2016年毕业于中国科学院长春应用化学研究所，获博士学位，2018年入职嘉兴学院。主要研究方向为生物可降解高分子材料和功能性高分子材料的绿色合成。以第一作者/通讯作者身份在Macromolecules，J. Mate. Sci. Technol.，Polym. Chem.等知名期刊发表SCI论文13篇，授权中国发明专利4项。

徐之光，博士，教授，嘉兴市精英引领计划创新长期人才。2007年毕业于上海交通大学，获材料学专业工学博士学位，随后在澳大利亚迪肯大学（Deakin University）先进材料研究所工作。2017年回国后在嘉兴学院中澳先进材料与制造研究院从事功能性高分子复合材料及材料表面性能的调控方面的研究工作。在Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.，Nano Energy等期刊上发表SCI论文100余篇，h-index 38。主要研究方向为：柔性可穿戴传感器，生物可降解高分子复合材料，高分子复合材料的结构与性能，纤维材料的特殊润湿性的研究及产业化等。