阻燃剂在降低易燃有机高分子材料火灾风险方面至关重要，广泛应用于电子电器、家居装饰、交通运输、航天航空等领域。然而，现有阻燃体系通常无法兼顾服役期间的长效耐久性、阻燃普适性以及废弃后的可化学回收性，其难以与基材分离使得废弃阻燃高分子材料难以高效回收利用，导致资源浪费和环境问题。因此，亟需研发兼具高阻燃效率、环境耐受性和可化学回收循环的阻燃剂，以满足阻燃高分子材料对可持续发展的迫切需求。
近日，四川大学王玉忠院士/赵海波教授团队基于可逆界面互锁策略构建了一种具有高阻燃普适性、长效耐久性且可反复化学循环的微米笼状阻燃剂。利用含磷酸与过渡金属间多重高度协同的相互作用驱动纳米片宏观自组装，形成具有锯齿状多孔表面结构的笼状粒子（PM），其可通过pH刺激组装网络的可逆失稳和动态重构，实现从高分子基体中的高效分离、再生和循环利用，而完整保留的高分子基体则可通过传统的化学回收方法进行回收利用，从而避免阻燃剂存在对其化学降解效率、回收产物纯度和再生材料性能的负面影响（图1）。与现有的可回收阻燃体系不同，通过化学回收可以获得初始原料单体（含磷酸与过渡金属离子），其可通过化学重构以适应其它不同领域的差异化应用需求。此外，PM锯齿状的表面结构提供了额外的孔隙和接触面积，高分子基体向内渗透并与其形成紧密的界面互锁，赋予其苛刻环境下的长效耐久性，适用于多种热塑/热固性高分子材料（如聚氨酯、聚碳酸脂、环氧树脂等）火安全性的大幅提高。
相关工作以“Microcage flame retardants with complete recyclability and durability via reversible interfacial locking engineering”为题发表在Materials Horizons上，并被编辑选为Front Cover，论文的第一作者为四川大学环保型高分子材料国家地方联合工程实验室的博士后曾富容，王玉忠院士和赵海波教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金（51991351）的支持。
该工作是团队近期关于阻燃高分子材料回收相关研究的最新进展之一（Sci. Adv., 2022, 8, eadd8527; Mater. Horiz., 2023,10, 4551; ACS Materials Lett. 2023, 5, 6, 1692），不仅通过化学回收阻燃剂实现循环利用，可扩展的可逆界面互锁策略也为废弃阻燃高分子材料的高效回收利用提供了一种新的简便途径。
原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d4mh00116h
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