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环氧树脂(EP)是一种综合性能优异且应用广泛的材料,环氧树脂的阻燃性能好坏决定了其工程应用的领域。本文以阻燃环氧树脂为目的,合成了一种无卤的磷-氮协同阻燃剂SD-DOPO,将其作为固化剂引入到环氧树脂中,制备出含磷、氮元素的阻燃环氧树脂固化物。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)、极限氧指数测试(LOI)、差示扫描量热法(DSC)等表征技术对阻燃剂及阻燃剂/环氧树脂的微观结构与性能进行表征。以二氨基二苯甲烷和水杨醛为原料,通过缩合反应制备出亚胺SD,之后将SD与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)进行加成反应,合成出阻燃剂SD-DOPO。通过FT-IR和~1H NMR表征了SD和SD-DOPO的分子结构,通过元素分析测试了分子中所含元素的含量,结果表明碳氢含量比与碳氮含量比的数值与理论值相近;XRD测试与DSC测试表明两种物质均为结晶的聚集态结构,亚胺SD结晶性完全,阻燃剂SD-DOPO中存在未完全结晶的非晶区,两种物质的熔点均在200℃左右,阻燃剂熔融开始时的温度为181℃,表明阻燃剂具有很好的耐热性;TGA测试表明700℃时阻燃剂SD-DOPO的残炭率为22.85%,高于亚胺SD的残炭率,说明阻燃磷元素可以更好地参加到阻燃剂的热解反应中,从而使阻燃剂具有更好的脱水成炭能力。添加不同含量的阻燃剂到环氧树脂中,热分析测试表明随着阻燃剂添加量增多热分解速度降低,系列环氧固化物的初始热分解温度高于310℃,表现了良好的热稳定性;极限氧指数测试和锥形量热测试表明,当添加量为10%时垂直燃烧等级即可达到UL94V-0级,氧指数为32%,说明其阻燃性能优良;拉伸试验表明环氧固化物在常温下表现为没有屈服形变的脆性断裂;通过对燃烧后炭层的结构与形貌分析获取了环氧固化物的阻燃机理,样品受热燃烧后,结构中的磷、氮元素分别裂解生成磷化合物、氮化合物以及磷氮类化合物,磷化合物可以在聚合物表面形成熔融玻璃状物质,即是一种成炭促进剂又是传质和传热效应的阻挡层;而某些磷氮化合物是比磷化物更好的磷酸化试剂;氮化合物能延缓磷化物挥发、加强含磷类物质氧化且能放出包括氨在内的惰性气体,稀释可燃物颗粒浓度进而抑制燃烧,二者可以很好的发挥协同阻燃效用。