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  雙酚A型聚碳酸酯（PC）由于具有高透光率、耐沖擊性和耐熱性等優點，廣泛應用于電子電器、汽車工業等領域。隨著全球對PC需求的持續增長，特別是在5G通信、新能源汽車等新興產業的推動下，對超薄輕量化PC材料的需求日益迫切。但薄壁PC的阻燃性較差，嚴重制約了其在阻燃和透光性兼具的高端場景中的應用，如透明耐火外殼或薄壁電子產品外殼。因此，開發兼具阻燃性和透明性的超薄PC材料成為研究熱點。

  基于上述背景，浙江工業大學王旭教授、馬猛副教授團隊為了避免添加阻燃劑的不均勻性導致的PC材料燃燒時發生局部熔滴和缺口沖擊強度下降的問題，通過分子設計將含有阻燃元素的基元引入聚碳酸酯的分子鏈中得到了阻燃聚碳酸酯共聚物（PC-SDP_n）（圖1），并在調節聚碳酸酯的阻燃性、透明性和力學性能等性能的平衡上取得了突破。PC-SDP_n共聚物在厚度僅為0.8 mm時仍能通過UL-94測試V-0等級，極限氧指數提高到33.5%，熱釋放速率峰值和煙氣釋放速率峰值分別下降了55.7%和62.5%（圖2）。得益于硫元素在氣相中的自由基猝滅作用、對可燃氣體的稀釋作用和在凝聚相中的催化成炭作用，PC-SDP_n共聚物表現出優異的阻燃性和防火安全性（圖3）。此外，PC-SDP_n保持了89.6%的高透光率和88.3 kJ/m²的缺口沖擊強度，優于大多數商用PC（圖4）。這項工作顯示了PC-SDP_n共聚物在微電子和防火透明建筑等需要透明和超薄阻燃領域的應用潛力。分子結構設計的策略滿足了5G通信、新能源汽車等領域對高性能輕質、高透明、阻燃材料的多重需求，為突破傳統改性技術瓶頸提供了創新路徑。

圖1 PC-SDP_n共聚物的分子結構設計示意圖及熱性能

圖2 PC-SDP_n共聚物的阻燃性能

圖3 PC-SDP_n共聚物的阻燃機理

圖4 PC-SDP_n共聚物的透明性、拉伸韌性和缺口沖擊強度

  本工作以“Sulfonyl-containing polycarbonate copolymer: ultra-thin flame-retardant, transparency, and high notched impact toughness”為題，發表在《Small》上。論文第一作者為浙江工業大學博士生劉宗勝，通訊作者為浙江工業大學馬猛副教授和王旭教授。該研究得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省重點研發計劃項目和先進高分子材料全國重點實驗室開放課題等基金項目的資助支持。

  論文信息：

  Zongsheng Liu, Meng Ma*, Kaiming Du, Huadong Wang, Zewei Yan, Si Chen, Yanqin Shi, Huiwen He, Yulu Zhu, Xu Wang*. Sulfonyl-Containing Polycarbonate Copolymer: Ultra-thin Flame-Retardant, Transparency, and High Notched Impact Toughness. Small, 2025, 10.1002/smll.202507493.

  論文網址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202507493

  該工作是團隊近期關于阻燃聚碳酸酯材料相關研究的最新進展之一。在過去的幾年中，團隊的馬猛副教授致力于阻燃劑的結構設計及阻燃聚合物復合材料的性能調控研究，采用脫水聚合法設計合成了線型聚硼硅氧烷阻燃劑用于制備高透明的阻燃聚碳酸酯（Chem. Eng. J., 2023, 474, 145799）；設計制備了高效、耐水解型磺酸鹽阻燃劑，低添加量下實現了聚碳酸酯的透明阻燃（Polym. Degrad. Stabil., 2024, 226, 110828）；設計制備了含磺�；拇蠓肿幼枞紕┯糜谥苽�1.6mm厚度下仍保持優異阻燃性能的透明聚碳酸酯材料（Chem. Eng. J., 2024, 500, 156902）；此外，團隊還在聚烯烴、聚乳酸、尼龍及聚碳酸酯相關合金體系的增容、阻燃領域開展研究工作，取得了豐碩的研究成果。這些研究工作在實現高分子材料阻燃改性的同時兼顧了材料的其他優異性能，拓寬了其應用范圍，為高分子材料的高性能化及功能化改性提供了新思路。

  論文網址：

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145799

  https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2024.110828

  https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156902

  https://doi.org/10.1016/j.polymer.2024.126948

  https://doi.org/10.1016/j.polymer.2024.127532