西班牙IMDEA材料研究所王德义教授组稿国产EI期刊“阻燃材料与技术进展”专刊！

随着现代工业的快速发展，越来越多的聚合物基复合材料被广泛应用于汽车、建筑、电气电子、交通等领域。在工业界和学术界，聚合物和聚合物基复合物的消防安全受到了广泛关注。此外，5G通信、人工技术和新能源等一些前沿技术的蓬勃发展，也给阻燃材料的升级带来了新的机遇和挑战。

在本期由客座编辑王德义教授组织的“阻燃材料与技术进展”特刊中，收集并分析了最新的重要研究成果。特别是，随着材料科学和工程领域对环保的关注和可持续概念的兴起，出现了一系列生物可再生阻燃技术、可持续阻燃剂和功能性纳米阻燃剂。这些论文是由活跃在世界各地的科学家撰写的。通过综述或原始研究论文讨论了典型的阻燃聚合物，如聚酰胺、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、环氧树脂和橡胶等。

请对阻燃技术感兴趣的读者查阅：

一，Intrinsically flame retardant polyamides: Research progress in the last 15 years（本征阻燃聚酰胺：近15年的研究进展）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.004

作者Nikita Drigo, Sabyasachi Gaan（Empa瑞士联邦材料科学与技术实验室，瑞士）

聚酰胺由于其多功能的结构和优异的性能而对现代工业至关重要。目前全球聚酰胺的年产量超过1000万吨。不幸的是，它们很容易点燃，需要加上阻燃性才能符合消防安全法规。与阻燃添加剂相比，赋予具有本征阻燃性的聚酰胺更具挑战性且更令人期望。Sabyasachi Gaan博士团队对本主题进行了综述。他的团队调查了2004年至2020年期间最先进的本征阻燃聚酰胺的进展，包括脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺和杂化硅氧烷聚酰胺的化学结构。对单体的制备、聚酰胺的合成、新型聚酰胺的热性能和阻燃性能进行了深入研究。

Fig. 2. PA66 FR copolymers.

二，Bio-based flame retardants to polymers: A review（聚合物的生物阻燃剂：综述）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.07.003

作者Meiting Wang, Guang-Zhong Yin, ... Na Wang, ... De-Yi Wang（佛朗西斯科德维多利亚大学、IMDEA材料研究所，西班牙；沈阳化工大学、沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司、浙江睿高新材料股份有限公司，中国）

由于对环境的担忧，一些传统的卤化阻燃剂已被禁止使用。在这种背景下，工业界和学术界都在努力开发更环保、更可持续的阻燃材料。在新型阻燃剂中，生物基阻燃剂引起了人们的广泛关注。王德义教授团队系统地介绍了各种类型的生物基阻燃剂，包括结构特征、阻燃行为和阻燃机理概述。充分总结了近年来各种生物基材料如阻燃剂（如壳聚糖、木质素、植酸、聚多巴胺、单宁酸、β-环糊精等）应用于不同聚合物的研究进展。最后，简要展望了生物基阻燃剂未来发展的机遇和挑战。

Fig. 1. Graph representing the number of peer-reviewed journal articles (found in Web of Science) describing (a) biobased flame resistant (s) per year between 2010 and 2022 (April) and (b) typical biobased flame retardants. C.ol is Cardanol, E.ol is Eugenol and Car. is Carrageenan.

三，Recent advances for flame retardant rubber composites: Mini-review（阻燃橡胶复合材料的最新进展：综述）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.002

作者Liangqing Lai, … Tianming Gao, Yongyue Luo（北京航空材料研究院股份有限公司中国热带农业科学院、岭南师范学院，中国；莱布尼兹高分子研究所，德国）

在过去的几十年里，阻燃橡胶复合材料因其在复杂工业系统中不可替代的作用而引起了人们的极大关注。为了提高阻燃能力，已经做出了大量努力，开发高效的阻燃系统变得越来越重要，该系统可以减少热量、烟雾和有毒气体的释放，同时不会恶化整体性能。罗勇悦研究员团队简要介绍了阻燃天然橡胶、硅橡胶、几种人造橡胶和聚氨酯弹性体复合材料的最新发展，重点介绍了先进的高性能阻燃方法的设计、开发、机理和应用。最后，展望了未来的发展趋势，包括更环保的策略、更高的阻燃效率和多功能阻燃橡胶复合材料的发展。

Fig. 2. Schematic diagram of the recent development of flame retardant rubbers.

四，Synthesis of sustainable flame retarded polypropylene by using waste material（利用废弃材料合成可持续阻燃聚丙烯）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.005

作者Federico Ulisse, Carlo Boaretti, … Alessandra Lorenzetti（帕多瓦大学，意大利）

利用废弃材料开发阻燃剂是另一个重要的可持续发展理念，它将极大地促进最终产品的经济方面和技术性能之间的平衡。在这方面，Alessandra Lorenzetti博士等人成功开发了烟气脱硫（FGD）石膏基阻燃剂，并将其添加到聚丙烯中。由于FGD的存在，与参考样品相比，不仅提高了阻燃效率，而且获得了控制滴落现象的比容量。这些发现对其在实际产品中的潜在应用具有重要价值。

Fig. 4. TGA curves in air of neat PP and samples MC20, SolDP5, FGD20, FGD20-SolDP3_MC15.

五，Gallic acid-iron complex modified magnesium hydroxide and its effect on flame retardancy of EVA（没食子酸-铁络合物改性氢氧化镁及其对EVA阻燃性能的影响）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.003

作者Tao Wang, Dong-Wei Yao, Guang-Zhong Yin, ... De-Yi Wang（佛朗西斯科德维多利亚大学、IMDEA材料研究所，西班牙；沈阳化工大学、沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司，中国）

从制造业的角度来看，合成阻燃剂的绿色技术对其规模化和进一步的工业应用至关重要。本文中，王德义教授团队报告了一种通过表面功能化制备功能性氢氧化镁（MH）的绿色方法。当这种采用没食子酸（GA）-Fe³⁺络合物改性的新型功能化MH基阻燃剂用于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）时，其表现出比传统MH更高的阻燃效率。而且，该功能性MH填充复合材料具有比对照材料更高的机械性能。

Fig. 1. Schematic diagram of gallic acid modified magnesium hydroxide (the brown sphere).

六，The effect of hybridization of fire retarded epoxy/flax-cotton fiber laminates by expanded vermiculite: Structure-property relationship study（膨胀蛭石复合阻燃环氧树脂/亚麻棉纤维层压板的结构性能关系研究）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.005

作者Mateusz Barczewski, Kamila Sałasińska, ...（波兹南工业大学、华沙工业大学、克拉科夫工业大学、格但斯克工业大学，波兰）

Mateusz Barczewski教授及其同事报告了他们对含有聚磷酸铵（APP）阻燃剂的环氧树脂/亚麻棉（EP/FF）复合材料与微米膨胀蛭石（VMT）的杂化研究。通过进行静态拉伸和弯曲强度评估，并辅以复合材料的冲击强度测量，评估了阻燃环氧树脂/亚麻棉复合材料的杂化效率。此外，还进行了热分析和热机械分析（DMA、DSC和TGA），并使用PCFC微量热量计和锥形量热计测量环氧树脂复合材料的可燃性，以评估复合材料的燃烧行为。他们发现，综合结构性能分析确定了关键填料含量，产生了协同阻燃效果，对复合材料性能的负面影响有限。

Fig. 7. Selected HRR vs. temperature curves for non-reinforced EP, EP/APP, and EP/APP/VMT composites.

七，Ignition and burning of selected tree species from tropical and northern temperate zones（热带和北温带选定树种的点火和燃烧）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.006

作者Linda Makovicka Osvaldova, Katarina Kosutova, Seng Hua Lee, …（日利纳大学，斯洛伐克；玛拉理工大学，马来西亚；印尼国家研究创新署，印度尼西亚）

木材是一种可燃材料。然而，并不是所有类型的木材对点火和燃烧的反应都是一样的。这可能因木材类型而异，因为木材的物理结构（形态）、密度以及化学成分会显著影响其防火性能。在这项研究中，对八种不同类型的树种进行了研究，其中四种来自北温带，四种来自热带，以确定它们的火灾行为。研究结果显示，所有被研究的物种都有不同的行为。根据研究结果，可以得出结论，在本研究中，木材密度是影响木材防火性能的最重要因素。密度和火灾造成的重量损失之间存在中度负相关，表明样品的重量损失随着木材密度的增加而减少。我们的实验证实，有一些物理参数会导致不同地区的树种之间以及单一地区（热带和北温带）内的树种之间的显著差异。可能值得考虑创建一个针对工业用树种的目录，以说明这些树种在点火和燃烧方面的性能。

Fig. 3. Sample during the test.

八，Polypropylene (PP) nanocomposites with transition metal (MgCoAl, MgNiAl, MgCuAl, MgZnAl) layered double hydroxides (t-LDHs): Flammability, thermal and mechanical analysis（具有过渡金属（MgCoAl、MgNiAl、MgCuAl、MgZnAl）层状双氢氧化物（t-LDHs）的聚丙烯（PP）纳米复合材料：燃烧性、热分析和力学分析）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.007

作者Sajid Naseem, Sven Wießner, Ines Kühnert, Frederick J.W.J. Labuschagné, Andreas Leuteritz（莱布尼兹高分子研究所、德累斯顿理工大学，德国；比勒陀利亚大学，南非）

在新的阻燃技术中，纳米阻燃剂非常有吸引力。层状双氢氧化物（LDH）基阻燃剂具有可持续性、环保性、高效性和抑烟性等优点。Andreas Leuteritz博士及其同事合成了一系列三金属层状双氢氧化物（t-LDH，例如MgCoAl、MgNiAl、MgCuAl和MgZnAl），然后将其引入聚丙烯中。合成的MgCuAl/聚丙烯纳米复合材料与其他分别含有MgAl、MgCoAl、MgNiAl和MgZnAl的聚丙烯基复合材料相比，具有优越的热性能和力学性能。

Graphical abstract: Schematic abstract of t-LDHs/PP nanocomposites and their properties.

期刊简介：

Advanced Industrial and Engineering Polymer Research (AIEPR)——国产聚合物领域英文期刊：OA期刊；EI, Scopus, CAS收录；CiteScoreTracker 2022 = 16.9。