导　　师： 曹贤武;傅轶

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 聚乳酸(PLA)材料是生物可降解的绿色高分子材料，因其优异的性能广泛用于各个领域，但是PLA是一种易燃材料，这严重影响了其进一步的发展和应用，因此提高PLA材料的阻燃性能是十分重要的。研究表明，石墨状氮化碳(g-C3N4)作为一种二维纳米材料，具有优异的热稳定性与化学稳定性，可以应用到高分子材料的阻燃。本论文主要通过熔融共混法制备PLA/石墨状氮化碳复合材料并重点研究其阻燃性能。　　以三聚氰胺为原料，通过高温聚合法制备多壁二维纳米材料g-C3N4。然后以六氯环三磷腈、氯化钴、三聚氰胺为原料，同样以高温聚合法制备出g-C3N4掺杂物g-C3N4/P与g-C3N4/P/Co。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征了产物形貌与分子结构，证明g-C3N4多壁二维纳米材料的制备与掺杂成功;并通过热重分析法(TGA)研究其热稳定性。　　将g-C3N4、g-C3N4/P、g-C3N4/P/Co分别加于PLA中制备阻燃PLA复合材料，通过TGA、SEM、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪和差示扫描量热仪等方法研究PLA复合材料的阻燃性能与机理、结晶性能以及力学性能。研究发现，三种复合材料的热稳定性与阻燃性能均得到提高，g-C3N4的阻燃效果略优于纯PLA，g-C3N4/P、g-C3N4/P/Co的阻燃效果均优于g-C3N4。加入15wt%g-C3N4/P与15wt%g-C3N4/P/Co的PLA复合材料，其LOI值分别提升到24%、22.5%，UL-94等级均达到V-1级，与纯PLA相比，热释放速率峰值(PHRR)分别降低了24.7%、24.1%，总热释放值(THR)分别降低了15.8%、12.1%，且15wt%g-C3N4/P/Co的加入极大地抑制有毒气体CO的产生，CO生成峰值(PCOP)降低了52.9%。三种阻燃剂的加入均导致PLA复合材料的拉伸强度下降，但拉伸模量有所提升;g-C3N4的加入有利于PLA结晶性能的提升，而另两种阻燃剂则使PLA的结晶性能下降。　　将g-C3N4分别�

关 键 词： 复合材料 聚乳酸 石墨状氮化碳 熔融共混法 阻燃性能 热性能