【摘 要】
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环氧树脂（EP）目前已经被广泛的应用在了工业上、生活中、航空航天以及飞行器制造领域。但是环氧树脂具有很高的可燃性,一旦燃烧,就会引燃周围其他物体,进而造成严重的后果。尤其在航空航天这个极其强调安全的领域,环氧树脂的阻燃改性研究对提高飞行器的本征安全性具有重要的作用与意义。本文设计合成了两种包含邻苯二甲腈基团且含有磷元素的高温可自交联磷氮协同阻燃剂,用作环氧树脂的阻燃改性。通过对其各方面性能的表征,
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（U2033206）《民用航空器火灾二次引燃机理与控制方法研究》； 民航发展基金项目《“安全科学与工程”一流学科建设》； 四川省科技厅重点项目《机场专用高性能消防救援装备及应用示范》（2018GZYZF0069）；
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环氧树脂（EP）目前已经被广泛的应用在了工业上、生活中、航空航天以及飞行器制造领域。但是环氧树脂具有很高的可燃性,一旦燃烧,就会引燃周围其他物体,进而造成严重的后果。尤其在航空航天这个极其强调安全的领域,环氧树脂的阻燃改性研究对提高飞行器的本征安全性具有重要的作用与意义。本文设计合成了两种包含邻苯二甲腈基团且含有磷元素的高温可自交联磷氮协同阻燃剂,用作环氧树脂的阻燃改性。通过对其各方面性能的表征,研究阻燃剂交联对环氧树脂性能的影响,以及阻燃剂的阻燃机理。本文主要研究内容如下:1.选择在阻燃领域使用较广的阻燃中间体9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与3-氨基苯氧基邻苯二甲腈（3-APN）为主要原料,制备了一种单DOPO-单邻苯二甲腈阻燃剂（APN-DOPO）,并将其添加到环氧树脂基体中,制备了阻燃剂交联（clAD/EP）以及未交联（AD/EP）的两种环氧树脂样条。阻燃性能测试结果表明,在5%的添加量下,5AD/EP样品已经达到UL-94 V-0级别,极限氧指数值（LOI）为29.6%,在同样的添加量下,cl-5AD/EP已经能够达到40.8%的极限氧指数以及在垂直燃烧中表现出更为优异的性能。上述实验结果以及其他性能测试结果表明阻燃剂交联能有效提升环氧树脂的阻燃性能并保持其他性能,同时,阻燃机理表征结果表明,阻燃剂交联能同时提高阻燃剂在气相和凝聚相的阻燃作用。2.同样以DOPO以及3-APN为原料,重新设计合成了双DOPO-双邻苯二甲腈阻燃剂（PBD）,在已经证明了阻燃剂交联能有效提升环氧树脂的阻燃性能的基础上,制备了PBD交联阻燃环氧树脂的样条,阻燃剂结构的改进带来了阻燃性能的进一步提升。同样的5%添加量下,在垂直燃烧测试中已经可以达到离火即自熄以及高达44.5%的极限氧指数。同样可以保持材料其他的性能,阻燃机理表征显示,PBD的交联会让环氧树脂燃烧生成更为致密且强度更高的残炭,从而让阻燃性能进一步得到提升。
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