碳纤维复合材料在轨道交通行业取得了广泛的应用,环氧树脂作为最常用的树脂基体,其易燃性和生烟性严重限制了在该领域的应用,因此环氧树脂的阻燃抑烟方法和机理研究已成为了研究的热点,为此提出了环氧树脂分子结构与交联网络结构设计相结合的阻燃抑烟新方法,基于含磷环氧树脂、含磷环氧-苯并噁嗪树脂共聚物和互穿网络聚合物制备了三种阻燃树脂体系,实现了环氧树脂的低烟阻燃,研究了树脂体系的热降解及阻燃机理,构建了树脂体系的阻燃抑烟机理模型。1、以双酚A型环氧树脂和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,通过分子结构设计,制备了含磷阻燃环氧树脂(Phosphorus-containing epoxy,PEP)。以 PEP 和苯并噁嗪(BZ)为原料,通过交联网络结构设计制备了共聚物(COP)和互穿网络聚合物(IPN),并验证了其制备工艺与分子结构;PEP,COP和IPN的阻燃等级均达到UL94V0级,但PEP的热释放和烟雾释放量较高,而COP和IPN的热释放量和烟雾释放量较PEP降低了近30%和60%。2、通过红外光谱,热裂解/气相色谱-质谱联用等手段,分析了普通环氧树脂(CEP)、PEP、COP和IPN的凝聚相和气相热分解产物,并提出了树脂基体的热分解机理模型,通过XPS和SEM对树脂的残碳形貌进行分析并结合树脂的热分解机理,提出了阻燃抑烟机理模型;PEP,COP和IPN均具有凝聚相和气相阻燃作用,PEP凝聚相阻燃作用较弱,COP的凝聚相阻燃作用较强但气相阻燃作用没有得到很好的抑制,IPN的凝聚相阻燃作用最强,气相阻燃作用得到了最好的抑制。