Page 36 - 《精细化工》2020年第12期

第 37 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.37, No.12
2020 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2020

综论
β-环糊精基阻燃剂的应用进展

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周新科 ，程春祖 ，肖梦苑 ，张佳悦 ，任元林 1,2*
（1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387；2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重
点实验室，天津 300387；3. 中国纺织科学院有限公司，北京 100025）
摘要：β-环糊精（β-CD）是一种用途广泛的天然高分子材料，具有来源广泛、价格低廉、可再生和可生物降解
等优点。近年来，β-CD 以其特殊的结构及优异的成炭性能在阻燃领域得以应用。该文简述了 β-CD 的来源、结
构及其相关特性，讨论了 β-CD 作为膨胀型阻燃剂体系的成炭剂、协效剂以及形成一体化的膨胀型阻燃体系等
方面的应用，分析了 β-CD 作为阻燃剂在阻燃过程中的阻燃机理，并指出 β-CD 在阻燃领域中存在的一些缺陷，
认为今后应该进一步深化对 β-CD 在阻燃领域中的研究，提高 β-CD 的阻燃效率，合理地利用 β-CD 与其他阻燃
成分的协同效应，开发新型复合高效的 β-CD 阻燃剂是未来的发展方向。
关键词：β-环糊精；天然高分子；阻燃；膨胀型阻燃体系；成炭剂；协效剂
中图分类号：TQ324 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 12-2398-09

Application progress of β-cyclodextrin-based flame retardants

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ZHOU Xinke , CHENG Chunzu , XIAO Mengyuan , ZHANG Jiayue , REN Yuanlin 1,2*
（1. School of Textile Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China; 2. Key Laboratory of
Advanced Textile Composites of Ministry of Education, Tiangong University, Tianjin 300387, China; 3. Chinese Textile
Academy, Beijing 100025, China）
Abstract: β-Cyclodextrin (β-CD) is a kind of natural polymer material with wide application and has many
advantages of wide sources, low cost, renewability and biodegradability. In recent years, β-CD has been
applied in the field of flame retardant because of its special structure and excellent char formation
performance. The sources, structure and relevant characteristics of β-CD are briefly described. The
application of β-CD as char-forming agents, synergists, and integrated intumescent flame retardants is
discussed. The flame retardant mechanism and some defects of β-CD as flame retardant are summarized. It
is pointed out that in-depth research of β-CD, improving the flame retardant efficiency, matching it with
other ingredients reasonably, enhancing the synergistic effect, and developing new composite and efficient
β-CD flame retardants are the future development direction.
Key words: β-cyclodextrins; natural polymer; flame retardant; intumescent flame retardant system;
char-forming agent; synergistic agent

[1]
膨胀型阻燃剂（IFR）于 1938 年被首次提出 ， 相容性高、天然无污染等）的提高和人们环保意识
其受热分解会形成热稳定性膨胀型炭层充当物理屏 的不断增强，IFR 在阻燃领域引起了越来越多的关
[4]
障，有效减缓气相与凝聚相之间的热传递，近年来 注 。通常，IFR 主要包括 3 个部分 [5-6] ：（1）酸源，
[2]
得到广泛而深入的研究 。与卤素阻燃剂相比，IFR 无机酸或者加热到 100~250 ℃时能产生酸的化合
的添加量较少，燃烧过程中产生的有毒腐蚀性气体 物，如磷酸和聚磷酸铵；（2）碳源，一种多羟基含
[3]
相对较少 。随着对阻燃剂要求（用量小、与基体 碳化合物，在酸源催化下脱水成炭层，如环糊精

收稿日期：2020-05-18; 定用日期：2020-07-07; DOI: 10.13550/j.jxhg. 20200413
基金项目：国家自然科学基金面上项目（51573134）
作者简介：周新科（1996—），男，硕士生，E-mail：zhouxinke1106@163.com。联系人：任元林（1971—），男，教授，E-mail：yuanlinr@
163.com。