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环氧树脂是现代塑料工业中最为普遍使用的一种合成材料。因为拥有多种优异的性能,环氧树脂在涂料、粘合剂、复合材料、电子电气、土木建筑等领域都获得了广泛且成功的应用。然而,固化物的易燃性也限制了它在一些特定领域的应用。本论文的主题立足于环氧体系应用之无卤阻燃剂的研发。合成了环氧树脂的多官能团固化剂超支化聚磷酸酯,对以其固化的环氧热固体的热稳定性和阻燃性能进行了研究。还将其与酚基三聚氰胺共同固化环氧树脂,研究了固化膜的降解动力学。同时合成了两种芳香族丙烯酸化膦酸酯单体,将它们与可紫外固化的环氧丙烯酸酯共混后,研究了光聚合性能、热降解行为和阻燃性能等。具体的研究内容提要如下: 通过“A2+B3”途径,使用双酚A和三氯氧磷缩聚反应制备了一种新型超支化聚磷酸酯(HPPE)。利用31P NMR核磁谱监测了聚合反应的进程,并以FTIR和1H NMR表征了产物结构。差热分析结果显示以HPPE固化的环氧树脂,其玻璃化转变温度有所提高。使用热重分析和极限氧指数仪测定固化物的热性能和阻燃性能,结果发现由于聚合物结构中HPPE的复合,其整体热稳定性得到了提高,氧指数亦有显著上升。 使用HPPE和酚基三聚氰胺(PM)以不同配比和环氧树脂混合,制成了一系列无卤阻燃的环氧体系。在热重分析数据的基础上,采用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Horowitz-Metzger等动力学模型,研究了固化物的降解动力学。结果发现添加阻燃剂后,环氧体系的降解过程大为改变。无卤阻燃剂的加入降低了环氧固化物在低温阶段的降解活化能,在高温阶段则提高了降解活化能。实时红外分析检测了固化物在降解过程中产物结构的变化,结果表明HPPE的加入促进了交联炭层的形成,提高了材料的阻燃性能。 以苯膦酰二氯为原料,合成了双官能团的丙烯酸化苯膦酸酯单体DABP和单官能团的丙烯酸化苯膦酸酯单体APBP,并将它们与环氧丙烯酸酯低聚物EB600混合后应用于阻燃紫外固化体系。研究结果发现,配方粘度会因两种膦酸酯单体的加入而降低,光聚合反应速率则有所提高。TGA和LOI测试结果显示,