多功能化是聚合物添加剂发展的一个重要的方向,通过分子结构设计,在同一分子中引入不同功能的结构基团是实现多功能化的主要途径。本课题从分子结构出发,将具有阻燃作用的螺环磷酸酯结构和具有紫外吸收作用的邻羟基二苯甲酮结构引入到同一分子中,合成了一种兼具阻燃和紫外吸收的新型多功能螺环磷酸酯,其制备工艺简单,耐热性高,挥发性低,应用前景广阔。主要的工作内容如下:首先以三氯氧磷和季戊四醇为原料合成中间体SPDPC,再通过SPDPC与2,4-二羟基苯甲酮(UV-0)的取代反应,合成了一种多功能螺环磷酸酯(MFR),通过FTIR、NMR、HRMS和TGA对MFR的结构和热稳定性进行了表征。以环氧树脂(EP)为基材,制备了MFR阻燃改性的EP/MFR固化物。通过LOI、UL 94和CCT研究了MFR对环氧树脂阻燃效果的影响。添加量为20 wt.%时,EP/20%MFR固化物的LOI为33.2%,并通过了UL 94 V-0级,锥形量热测试结果表明EP/20%MFR固化物的THR降低了24.5%,TSR减少了23.6%。通过TGA、SEM和LRS测试研究了MFR阻燃环氧树脂的热稳定性及阻燃机理。结果表明MFR是一种很好的成炭剂,在EP分解前先分解产生偏磷酸、聚磷酸等物质,促进EP固化物脱水成炭,减少挥发性物质的产生,生成的保护性炭层覆盖在EP基材的表面上,隔绝氧气和热量的传递,主要起凝聚相阻燃作用。此外,通过紫外吸收光谱比较了MFR和UV-0的紫外吸收性能,结果表明MFR的紫外吸收效果明显优于UV-0。