第1章緒論1
1.1聚乳酸的簡介1
1.1.1聚乳酸的基本性質2
1.1.2聚乳酸的燃燒和熱分解機理2
1.1.3聚乳酸的應用3
1.2聚乳酸材料的阻燃改性4
1.2.1磷繫阻燃劑4
1.2.2磷-氮繫阻燃劑7
1.2.3硅繫阻燃劑8
1.2.4膨脹型阻燃劑9
1.2.5無機及納米粉體阻燃劑11
1.2.6協效阻燃體繫12
1.3聚乳酸阻燃的研究熱點13
1.3.1高性能阻燃聚乳酸13
1.3.2生物基阻燃劑阻燃聚乳酸30
1.3.3納米阻燃劑阻燃聚乳酸44
參考文獻55

第2章磷繫阻燃劑阻燃聚乳酸體繫70
2.1磷-氮膨脹型阻燃劑與納米有機改性蒙脫土協同阻燃聚乳酸體繫70
2.1.1IFR/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的制備71
2.1.2IFR/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的阻燃性能71
2.1.3IFR/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的熱穩定性76
2.1.4小結77
2.2聚磷酸銨與超支化三嗪成炭劑協同阻燃聚乳酸體繫77
2.2.1超支化三嗪成炭劑78
2.2.2APP/EA協同阻燃聚乳酸81
2.2.3APP/EA/金屬化合物協同阻燃聚乳酸88
2.2.4APP/EA/蒙脫土協同阻燃聚乳酸94
2.2.5小結100
2.3聚磷酸銨與含硅三嗪成炭劑協同阻燃聚乳酸體繫101
2.3.1含硅三嗪成炭劑102
2.3.2阻燃聚乳酸復合材料的制備104
2.3.3APP/MEA阻燃聚乳酸復合材料的阻燃性能104
2.3.4APP/MEA阻燃聚乳酸復合材料的熱穩定性108
2.3.5小結109
2.4二乙基次膦酸鋁與納米有機改性蒙脫土協同阻燃聚乳酸體繫109
2.4.1ADP/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的制備110
2.4.2ADP/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的阻燃性能110
2.4.3ADP/OMMT阻燃聚乳酸復合材料的熱穩定性115
2.4.4小結116
2.5本章小結116
參考文獻118

第3章納米有機改性蒙脫土阻燃聚乳酸體繫124
3.1不同種類納米有機改性蒙脫土在聚乳酸中的阻燃行為124
3.1.1阻燃聚乳酸納米復合材料的制備124
3.1.2極限氧指數和垂直燃燒測試分析124
3.1.3錐形量熱測試分析125
3.1.4殘炭分析127
3.1.5力學性能127
3.1.6小結128
3.2不同含量的I.34TCN阻燃聚乳酸體繫128
3.2.1PLA/I.34TCN納米復合材料的制備129
3.2.2PLA/I.34TCN納米復合材料的阻燃性能129
3.2.3PLA/I.34TCN納米復合材料的力學性能129
3.2.4小結130
3.3硅烷化納米有機改性蒙脫土阻燃聚乳酸體繫130
3.3.1硅烷化納米有機改性蒙脫土的制備130
3.3.2硅烷化納米有機改性蒙脫土的結構與性能131
3.3.3硅烷化納米有機改性蒙脫土阻燃聚乳酸的阻燃性能133
3.3.4小結138
3.4硅烷化納米有機改性蒙脫土與膨脹型阻燃劑復配阻燃聚乳酸體繫138
3.4.1復配阻燃聚乳酸復合材料的制備138
3.4.2極限氧指數和垂直燃燒測試分析139
3.4.3錐形量熱測試分析141
3.4.4殘炭分析143
3.4.5小結144

第4章磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸體繫145
4.1端氨基磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸體繫145
4.1.1端氨基磷腈/三嗪雙基分子146
4.1.2HTTCP阻燃聚乳酸的制備148
4.1.3HTTCP阻燃聚乳酸的阻燃性能149
4.1.4HTTCP阻燃聚乳酸的熱穩定性153
4.1.5HTTCP阻燃聚乳酸的力學性能154
4.1.6小結155
4.2三種不同端基的磷腈/三嗪雙基分子在聚乳酸中的阻燃行為對比156
4.2.1三種磷腈/三嗪雙基分子的制備156
4.2.2三種磷腈/三嗪雙基分子的結構和性能對比158
4.2.3三種磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸的制備160
4.2.4三種磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸的熱穩定性160
4.2.5三種磷腈/三嗪雙基分子在聚乳酸中的阻燃行為對比161
4.2.6三種磷腈/三嗪雙基分子在聚乳酸中的阻燃機理分析169
4.2.7小結169
4.3端氨基磷腈/三嗪雙基分子與六苯氧基環三磷腈復配阻燃聚乳酸體繫169
4.3.1HTTCP/HPCTP復配阻燃聚乳酸的制備170
4.3.2HTTCP/HPCTP阻燃聚乳酸的阻燃性能170
4.3.3HTTCP/HPCTP阻燃聚乳酸的熱穩定性175
4.3.4HTTCP/HPCTP阻燃聚乳酸的力學性能176
4.3.5小結176
4.4磷腈/三嗪雙基分子原位摻雜納米氧化鋅阻燃聚乳酸體繫177
4.4.1磷腈/三嗪雙基分子原位摻雜納米氧化鋅177
4.4.2A4-d-ZnO阻燃聚乳酸的制備181
4.4.3A4-d-ZnO阻燃聚乳酸的熱性能182
4.4.4A4-d-ZnO阻燃聚乳酸的阻燃性能184
4.4.5A4-d-ZnO阻燃聚乳酸的阻燃機理186
4.4.6A4-d-ZnO阻燃聚乳酸的力學性能186
4.4.7小結188
4.5磷腈/三嗪雙基分子原位摻雜納米氧化鋅與HTTCP/APP協同阻燃聚乳酸體繫188
4.5.1A4-d-ZnO/HTTCP/APP復配阻燃聚乳酸的制備188
4.5.2A4-d-ZnO/HTTCP/APP復配阻燃聚乳酸的阻燃性能189
4.5.3A4-d-ZnO/HTTCP/APP復配阻燃聚乳酸的熱性能193
4.5.4A4-d-ZnO/APP/HTTCP復配阻燃聚乳酸的力學性能196
4.5.5小結196
4.6HTTCP/APP協同阻燃聚乳酸體繫的高性能化197
4.6.1HTTCP/APP高性能阻燃聚乳酸的制備197
4.6.2HTTCP/APP高性能阻燃聚乳酸的阻燃性能198
4.6.3HTTCP/APP高性能阻燃聚乳酸的熱性能203
4.6.4HTTCP/APP高性能阻燃聚乳酸的力學性能205
4.6.5HTTCP/APP高性能阻燃聚乳酸的流變性能206
4.6.6小結208
4.7本章小結208
參考文獻210

第5章高性能交聯阻燃聚乳酸體繫214
5.1基於納米氧化鋅和擴鏈劑ADR的交聯阻燃聚乳酸體繫214
5.1.1ZnO/ADR交聯阻燃復合材料的制備215
5.1.2交聯結構分析215
5.1.3ZnO/ADR交聯阻燃聚乳酸的力學性能218
5.1.4ZnO/ADR交聯阻燃聚乳酸的阻燃性能219
5.1.5ZnO/ADR交聯阻燃聚乳酸的熱性能223
5.1.6ZnO/ADR交聯阻燃聚乳酸的阻燃機理225
5.1.7小結225
5.2基於引發劑DCP的交聯阻燃聚乳酸體繫227
5.2.1DCP交聯阻燃復合材料的制備227
5.2.2交聯結構分析228
5.2.3DCP交聯阻燃聚乳酸的力學性能229
5.2.4DCP交聯阻燃聚乳酸的阻燃性能231
5.2.5DCP交聯阻燃聚乳酸的熱性能234
5.2.6DCP交聯阻燃聚乳酸的阻燃機理236
5.2.7小結236
5.3引發劑DCP和交聯劑TAIC交聯阻燃聚乳酸體繫的篩選及其性能優化237
5.3.1PLA/DCP/TAIC交聯阻燃復合材料的制備237
5.3.2交聯結構分析238
5.3.3PLA/DCP/TAIC交聯阻燃體繫的力學性能240
5.3.4PLA/DCP/TAIC交聯阻燃體繫的阻燃性能241
5.3.5PLA/DCP/TAIC交聯阻燃體繫的熱性能246
5.3.6小結247
5.4優化比例的DCP/TAIC交聯阻燃聚乳酸體繫性能研究和機理分析247
5.4.10.9DCP/0.3TAIC交聯阻燃復合材料的制備248
5.4.2交聯結構分析248
5.4.30.9DCP/0.3TAIC交聯阻燃體繫的力學性能251
5.4.40.9DCP/0.3TAIC交聯阻燃體繫的阻燃性能252
5.4.5小結256
5.5結論257

第6章生物基阻燃劑阻燃聚乳酸體繫259
6.1纖維素納米晶的阻燃改性259
6.1.1含磷腈基團的纖維素納米晶（P/N-CNC）259
6.1.2含三嗪基團的纖維素納米晶（C/N-CNC）265
6.1.3小結269
6.2P/N-CNC阻燃聚乳酸體繫269
6.2.1P/N-CNC阻燃聚乳酸復合材料的制備269
6.2.2P/N-CNC阻燃聚乳酸復合材料的阻燃性能270
6.2.3P/N-CNC阻燃聚乳酸復合材料的熱性能274
6.2.4P/N-CNC阻燃聚乳酸復合材料的力學性能277
6.2.5小結278
6.3P/N-CNC與含磷阻燃劑復配阻燃聚乳酸體繫279
6.3.1聚乳酸復合材料的制備279
6.3.2聚乳酸復合材料的阻燃性能279
6.3.3聚乳酸復合材料的熱性能283
6.3.4聚乳酸復合材料的力學性能286
6.3.5小結287
參考文獻287

科學技術的進步以及目前人類生產生活對高分子材料的依賴，使化石資源過度使用從而造成的白色污染問題越發嚴重。研究表明，20世紀50年代以來，人類已經生產了91億噸塑料制品，其中約70億噸已成為塑料垃圾。在這70億噸塑料垃圾中，9%被回收利用，12%被焚燒，而餘下大約55億噸則被填埋或者隨意丟棄在自然環境中，造成了嚴重的持續性污染。隨著外賣、快遞等新業態的快速發展，目前塑料垃圾的產生速度更是遠超過去。因此，保護環境，以生物可降解塑料代替產生白色污染的不可降解塑料已成為必然的趨勢。聚乳酸具有機械強度高、可生物降解等優勢，已被公認為替代不可降解塑料前景的環境友好材料之一。
聚乳酸目前已經廣泛應用於食品包裝、纖維紡織、醫療等領域。在全球禁塑令的影響下，聚乳酸的下遊需求不斷增長，且其應用範圍逐漸從一次性可生物降解材料擴展至航天航空、電子電器、汽車等領域。但是聚乳酸屬於易燃材料，極限氧指數僅為20.2%，隻能達到垂直燃燒的UL 94 HB級別，且燃燒時滴落嚴重，無法滿足電子電器、汽車等領域對材料阻燃性能的嚴苛要求。因此，對聚乳酸樹脂進行阻燃改性具有十分重要的價值和意義，而無鹵阻燃聚乳酸材料也成為近年來研究的熱點。目前公開報道的關於聚乳酸阻燃改性的研究中，磷-氮膨脹型阻燃劑、納米阻燃劑等阻燃效率高、環境友好的“綠色”阻燃劑以及高性能阻燃體繫成為近年來研究者們關注的重點。
筆者在高性能無鹵阻燃聚乳酸材料領域開展了多年的研究，相繼對磷-氮膨脹阻燃聚乳酸體繫、磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸體繫、納米阻燃劑復配阻燃聚乳酸體繫以及在阻燃聚乳酸體繫中構建微交聯體繫平衡聚乳酸阻燃材料阻燃性能和力學性能等方面進行了深入的研究，開發出了具有優異阻燃性能和綜合性能的阻燃聚乳酸材料。
本書共包括6章內容，分別介紹了阻燃聚乳酸材料的發展和目前的研究熱點、磷繫阻燃劑阻燃聚乳酸體繫、納米有機改性蒙脫土阻燃聚乳酸體繫、磷腈/三嗪雙基分子阻燃聚乳酸體繫、高性能交聯阻燃聚乳酸體繫和生物基阻燃劑阻燃聚乳酸體繫。本書繫統介紹了幾種典型的無鹵阻燃聚乳酸材料的阻燃性能、力學性能和熱穩定性，總結了高性能阻燃聚乳酸材料的阻燃機理，對今後發展高性能阻燃聚乳酸材料具有重要的理論和實踐參考價值，希望能為阻燃聚乳酸材料領域的生產技術人員、科研人員、管理人員、學生等提供理論和實踐的幫助。
本書的相關研究工作得到了中國輕工業先進阻燃劑工程技術研究中心、北京工商大學阻燃實驗室、杭州志合新材料有限公司的支持，也得到了北京工商大學碩士生毛小軍、王偉、徐利鋒、吳星德、何京秀、孫哲、李夢琪和郝鳳昊等的協助，在此表示感謝。本書的研究工作還獲得了國家自然科學基金（51503008）、北京市屬高校青年撥尖人纔項目（CIT&TCD201704040）和北京工商大學校級傑青優青培育計劃項目（BTBUYP2021）的資助。本書的出版獲得了2021年度北京工商大學學術專著出版資助項目的資助。
目前，本領域的研究仍在不斷發展，新的技術和方法不斷更新，書中的內容可能存在一定的局限和不足，懇請廣大讀者批評指正。

陳雅君
2021年6月22日