聚碳酸酯（PC）作为一种重要的工程塑料，因具有优异的综合性能而被广泛应用于电子、汽车、建筑和航空航天等行业。由于对材料性能（包括火安全性、力学性能、透明性等）的要求越来越高，传统的阻燃剂已不能满足要求。聚硅氧烷作为一种环境友好的阻燃剂，通过其多样性的结构设计，实现高阻燃效率和其他性能的平衡是目前该领域主要的研究方向。
课题组围绕PC火安全性与力学性能难以兼顾的瓶颈，持续开展聚硅氧烷阻燃剂的结构设计研究，从"成炭控烟"到"阻燃增韧"再到"无氟薄壁透明"。以八甲基环四硅氧烷与硼酸缩聚制备支化聚硼硅氧烷（PBS），仅添加2 wt%即使PC的LOI提升至31.2%，UL-94达V-0级，pHRR降低63%，pSPR和TSP分别降低45%和29%；其核心在于PBS降解产生的端氢聚二甲基硅氧烷与PC降解产物交联，使熔体强度与气体释放速率相匹配，从而构筑出"外部气凝胶+内部闭孔泡沫"的核壳膨胀炭层，实现了隔热、隔氧、抑烟的协同效应(Chemical Engineering Journal, 2022, 446, 136742)。进一步将席夫碱结构引入聚硅氧烷侧链，合成PSOMe-X系列（X为苯环上甲氧基数目），通过调控甲氧基取代度精细化控制交联密度：2 wt% PSOMe-3使PC通过UL-94 V-0，LOI达29.9%，pHRR降低64%，TSP降低18%；更突出的是，PSOMe-3使PC缺口冲击强度室温提升190%、-25℃仍提升72%，首次在聚硅氧烷阻燃体系中实现阻燃与增韧的双重突破，解决了PC长期使用中易损伤、低温脆化的痛点(Composites: Part A, 2024, 186, 108416)。此外，课题组还设计了侧链同时含磺酸盐和DOPO的聚硅氧烷大分子阻燃剂PVSD，仅1 wt%即让1.6 mm薄壁PC达到UL-94 V-0，LOI升至36.4%，透光率保持85.6%，展现出凝聚相催化成炭与气相自由基捕获的协同机制，为无氟、轻量化、高透明阻燃PC提供了新策略(Composites: Part A, 2026, 210, 110127)。这些工作系统揭示了聚硅氧烷骨架硼化、侧链亚胺化/甲氧基化、多功能基团集成等结构对PC阻燃效率、炭层形貌、力学韧性的构效关系，为高性能阻燃PC的分子设计奠定了理论基础。
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