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环氧树脂(EP)是具有优良机械、绝缘和粘结性能的热固性树脂材料,应用极其广泛,但由于其极易燃烧并释放出大量热和有毒烟气,威胁人们的生命和财产安全。9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一种新型高效环保反应型阻燃剂,比传统有机磷酸酯阻燃剂具有更高的热稳定性和化学稳定性,从而成为阻燃环氧树脂研究领域最具应用前景的一种阻燃剂。为改善DOPO较低温度分解而影响其阻燃效果的缺陷,开展含DOPO结构化合物环氧树脂复合材料阻燃性能研究,具有一定的理论意义和较好的应用前景。以DOPO为基础,采用不同工艺合成三种含DOPO结构的化合物,并与传统阻燃剂相结合,研究它们对EP的热稳定性、阻燃性能等方面的影响并探讨其阻燃机制。以水杨醛和对氨基苯甲酸为原料合成了带有席夫碱结构的阴离子,DOPO和其通过加成反应生成阴离子DOPO,并将其插层到层间含有阴离子的层状氢氧化物里面,最后将其添加到EP基体中得到环氧树脂纳米复合材料。通过XRD以及SEM对其结构进行表征,结果表明DOPO-Ni(OH)2在聚合物中分散良好,对氢氧化镍进行插层比对镍铝层状双氢氧化物进行插层更能促进成炭,提高了聚合物在高温下的热稳定性能;复合材料极限氧指数(LOI)得到提高,阻燃性能得以改善。该体系通过加入过渡金属以及片层保护作用使得阻燃性能得到改善,但是阻燃剂添加量过大,会影响EP的力学性能。以硅烷偶联剂(KH-550)、多聚甲醛、DOPO、钠基蒙脱土为原料,使DOPO接枝到MMT层上和层间,并将其添加到EP基体中得到环氧树脂纳米复合材料。结构表征结果表明DOPO-MMT在EP中分散良好,形成了插层-剥离结构,促进了成炭,提高了聚合物在高温下的热稳定性能,6 wt%的添加量即可使复合材料的LOI提高到31.8%,UL-94达到V-0级别,阻燃性能得到极大改善。该体系解决了添加量过大以及阻燃级别较低的问题,但是其抑烟性能提升效果不明显。以KH-550、四氯化碳(CCl4)、DOPO为原料合成DOPO-POSS阻燃剂,并用于阻燃EP。结构表征结果表明DOPO-POSS具有很好的催化成炭效果,热稳定性相较于单独添加DOPO有了很大的提升。6 wt%添加量的时候垂直燃烧时间可缩短至10.6s,阻燃性能得到了极大提升的同时,显著降低了热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、生烟速率(SPR)以及总烟气释放量(TSP)。该体系不但解决了添加量大,阻燃级别不高的问题,并且有效地提高了抑烟性能,从而进一步提高了火灾安全性能。