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乙烯基酯樹脂（VER）及其復合材料在軌道交通、航空航天、汽車工業、海洋工程等諸多領域具有廣泛應用。然而，由碳氫元素構成的乙烯基酯樹脂十分易燃，一旦點燃會劇烈燃燒并產生大量有毒煙氣，帶來潛在火災風險；該類材料常應用于高濕熱惡劣環境，細菌、真菌等微生物易在材料表面附著繁殖，導致材料失效。迫切需要兼具高阻燃性與抗菌防污、且綜合性能優異的乙烯基酯樹脂復合材料。
近期，四川大學王玉忠/付騰團隊報道了一種具有優異阻燃性能與抗菌防污功能VER復合材料的構建策略。該工作受海洋生物—沙堡蠕蟲分泌富羥基粘合劑用于建造管狀棲息地啟發，設計了一種含有酪胺和磷酸銨基團的可粘附大分子—酪胺改性聚磷酸銨（圖1）；利用酪胺基團上的酚羥基增強聚磷酸銨、VER樹脂和碳纖維之間的界面相互作用，并賦予復合材料對細菌、霉菌和藻類等微生物的廣譜防污損功能（圖2）；酪胺和磷酸銨基團在高溫/燃燒時發揮協效作用，利用氣相—凝聚相阻燃機制賦予復合材料優異的阻燃與抑熱抑煙特性，從而使復合材料具有高火安全性（圖3）。不同于以往研究需要添加多組分才能同時提升復合材料的性能/功能，該工作僅利用酪胺改性聚磷酸銨單一組分，就同步實現復合材料界面、性能與功能調控。該工作以“A Sandcastle-worm-inspired Strategy towards Anti-microbial Fouling and Fireproof Composite”為題發表在《ACS Materials Letters》上（DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c01566）。論文的第一作者是四川大學碩士研究生林雨欣，通訊作者為四川大學付騰研究員和王玉忠院士。該論文得到了國家自然科學基金重大項目（51991351）等項目的資助支持。
圖1 高效抗菌防污、高阻燃性乙烯基樹脂復合材料的設計策略
圖2 乙烯基樹脂復合材料的廣譜抗微生物污損功能
圖3 乙烯基樹脂復合材料的高火安全性
原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c01566
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