论文部分内容阅读
环氧树脂（简称EP）作为一种通用型的热固性树脂，以其低成本、高生产效率以及合理的可靠性等特点，已经成为现代航空航天，电子封装，建筑工程，食品包装以及交通运输等领域广泛使用的高分子材料。通用型的环氧树脂材料易燃烧，极限氧指数只有19.8，因此，在许多应用领域需要赋予其阻燃性能。基于无卤阻燃化的发展趋势以及添加型阻燃剂对环氧树脂材料性能的影响，研发反应型无卤阻燃环氧树脂成为了近年来学者们的研究热点。9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物（DOPO）是典型的一种含有磷杂菲官能团的有机化合物，以其制备出的衍生物具有高热稳定性，可将其作为反应型阻燃剂应用于环氧树脂的阻燃改性当中。本文首先采用二步法合成了四甲基联苯二酚型环氧树脂（TMBP），利用FT-IR，1H-NMR，DSC对其结构进行了表征。然后以9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物（DOPO）作为反应物合成了两种DOPO衍生物DDP、DBI，将其作为具有良好阻燃性能的环氧树脂固化剂，通过分子共价键的形式将阻燃官能团嵌入环氧树脂母体当中。以动态非等温DSC研究了两种阻燃型固化剂与四甲基联苯二酚型环氧树脂的固化条件，并确定了TMBP/DDP和TMBP/DBI体系的固化温度和时间。在第四章中，我们分别针对无有机磷型环氧树脂体系TMBP/DDS、有机磷型阻燃环氧树脂体系TMBP/DDP以及N-P协同阻燃型环氧树脂体系TMBP/DBI的热力学性能和阻燃性能进行了系统研究。首先，采用了动态热机械性能分析（DMA）对TMBP/DBI、TMBP/DDP、TMBP/DDS三种阻燃型环氧树脂进行了测试，通过对比Tg得出TMBP/DDP由于其分子链中含有大量的脂肪链结构，导致其Tg最低，仅为132°C，而TMBP/DBI、TMBP/DDS则具有相对良好的玻璃化转变温度为185°C和192°C。TGA结果表明，N-P协同阻燃剂DBI具良好的热稳定性，以其制备的TMBP/DBI环氧树脂也具有良好的阻燃性能。DDP阻燃型环氧树脂固化剂虽然不及DBI的热稳定性好，但是以其制备的TMBP/DDP环氧树脂在800°C的空气氛围下仍具有一定的残炭量。接着我们采用了极限氧指数分析仪对三种环氧树脂体系进行了测试，结果表明N-P协同型阻燃剂DBI固化后的环氧树脂体系TMBP/DBI具有良好的阻燃效果，LOI值为34.2。而DDP型阻燃环氧树脂TMBP/DDP的LOI值为32.4，略低于TMBP/DBI环氧树脂体系。TMBP/DDS环氧树脂体系的LOI值也可以达到30.0，这主要是由于分子结构的刚性强所引起的。综上所述，三种环氧树脂体系均达到了难燃材料的级别。