反应型阻燃环氧树脂研究进展

《阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，阻燃材料在电子、航空、交通等领域的应用越来越广泛。

环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，其阻燃性能的研究显得尤为重要。

石墨烯作为一种新型纳米材料，具有优异的物理和化学性能，被广泛应用于增强各种聚合物的性能。

因此，研究阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能，对于提高材料的阻燃性能和力学性能具有重要意义。

二、阻燃环氧树脂的研究2.1 阻燃环氧树脂的制备阻燃环氧树脂的制备主要通过在环氧树脂中添加阻燃剂实现。

常用的阻燃剂包括卤素系、磷系、氮系等。

其中，磷系阻燃剂因其高效、低烟、无卤等优点，在阻燃环氧树脂的制备中得到了广泛应用。

2.2 阻燃性能研究阻燃性能是评价阻燃环氧树脂性能的重要指标。

通过对阻燃环氧树脂进行垂直燃烧、水平燃烧、烟密度等测试，可以评估其阻燃性能。

研究表明，添加适量的磷系阻燃剂可以有效提高环氧树脂的阻燃性能，降低材料的燃烧速度和烟密度。

三、石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能研究3.1 石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备主要是在阻燃环氧树脂中添加石墨烯。

石墨烯具有优异的力学、热学和电学性能，可以显著提高聚合物的力学性能和热稳定性。

通过改变石墨烯的添加量和分散性，可以制备出具有不同性能的石墨烯增强阻燃环氧树脂。

3.2 力学性能研究力学性能是评价石墨烯增强阻燃环氧树脂性能的另一重要指标。

通过对材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等进行分析，可以评估其力学性能。

研究表明，添加适量的石墨烯可以显著提高环氧树脂的力学性能，增强材料的韧性和强度。

3.3 热稳定性研究石墨烯的加入还可以提高阻燃环氧树脂的热稳定性。

通过热重分析（TGA）等测试手段，可以评估材料的热稳定性。

研究表明，石墨烯的加入可以降低材料的热分解速率，提高其热稳定性。

四、结论本文研究了阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。

通过添加磷系阻燃剂，可以有效提高环氧树脂的阻燃性能；而石墨烯的加入则可以显著提高环氧树脂的力学性能和热稳定性。

DOPO型无卤阻燃环氧树脂体系研究环氧树脂以其优异的综合性能广泛应用于国民经济的各个领域，尤其在电子电气领域，已成为目前最为重要的电子化学材料之一。

然而它又是一种易于燃烧的材料，所以对于提高其阻燃性能的研究一直是国内外研究者关注的热点。

随着人们对于环境保护和人体健康的重视，对电子电气又提出了无卤化的要求，如何得到无卤、低毒、少烟、高效的阻燃剂成为人们关注的重点。

其中最引人注目的是关于9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物的研究。

DOPO作为一种有机磷酸酯类化合物，其结构中含有活泼的O=P-H键，对烯基、环氧键和羰基具有很高的加成活性，可反应生成多种衍生物[1]。

DOPO衍生物具有活性基团，既可以作为固化剂参与基体树脂固化，也可以通过向其引入环氧基制备本质阻燃环氧树脂。

由于是通过化学反应将磷原子嵌入分子链中构成新的分子整体，所以它能在提高环氧树脂的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，对环氧树脂的机械性能的恶化影响较小。

而且近些年众多研究表明[2-5]，DO-PO及其衍生物作为一种新型环保阻燃剂，除了具有无卤、低毒、无烟等特点，还具有很高的阻燃效率。

环氧树脂体系中磷含量低于2%时即可达到UL-94V-0阻燃级别，而卤素含量需达到9%~23%才能达到同样效果。

因此，无论从环境保护要求还是降低成本来看，DOPO类阻燃体系都具有很大的优势，其市场前景广阔，意义重大。

笔者对近年来国内外关于DOPO型无卤阻燃环氧树脂体系研究的新成果进行了综述，并对DOPO型环氧树脂体系研究的前景进行了展望。

1·非反应型DOPO基环氧树脂阻燃剂非反应型DOPO基环氧树脂阻燃剂通常为DOPO与具有活性基团的化合物直接反应得到含磷化合物，该类化合物具有单位含磷量较高，达到阻燃要求时所需添加量较小的优点。

AltstadtV等[4]分别采用3种非反应型DOPO基化合物(DOP-Et，DOP-Et，DOP-Gly)作为双酚A环氧树脂/4，4’-二氨基二苯砜体系的阻燃剂，研究发现这些DOPO基阻燃剂的添加对体系的玻璃化转变温度(Tg)和力学性能没有造成显著影响，当磷含量为2%时即可使体系达到UL-94V-0级别。

分类号密级U D C北京理工大学硕士学位论文环氧树脂无卤阻燃及其应用研究熊燕兵导师姓名(职称)郝建薇（副教授） 答辩委员会主席 杨荣杰教授 申请学科门类工科论文答辩日期 2006年3月3日申请学位专业 材料学2006年 2 月 24 日摘 要环氧树脂由于其优良的物理机械性能、粘接性能、电绝缘性、耐化学药品性能等特点，已成为工业领域中不可缺少的基础材料。

普通环氧树脂的氧指数仅为20%左右，应用于电子电器作为印刷线路板（PCB）的基础树脂时，必须进行阻燃处理。

目前，阻燃环氧树脂普遍使用的是反应型四溴双酚A等含卤阻燃剂。

欧盟关于限制有害物质指令（RoHS）颁布之后，含溴阻燃剂的使用受到了冲击，无卤含磷阻燃体系的研究成为阻燃环氧树脂应用研究的热点。

为此，本文开展了如下研究工作： 1、研究了三种不同固化体系（m-PDA、DDM和MeTHPA）和添加型含氮含磷阻燃剂对双酚A环氧树脂阻燃性能和热分解行为的影响。

结果表明，含磷阻燃剂AP 462和AP 422对胺类固化体系阻燃效果显著，而含氮阻燃剂MPP和MC有利于提高树脂体系的热稳定性。

2、采用反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与双酚A环氧树脂反应，制备了含磷本质阻燃环氧树脂（EP-P）。

EP-P与添加型含磷阻燃环氧树脂EP-AP相比，具有良好的阻燃效率、阻燃持久性和热稳定性。

磷含量仅为1%时，树脂的LOI值可达33.6%，UL94垂直燃烧达到V-0级。

利用协同阻燃技术，将本质阻燃EP-P与添加型含氮阻燃剂MPP复配，可进一步提高阻燃效果。

3、将本质阻燃和纳米技术相结合，采用溶液共混法和原位插层法制备了纳米蒙脱土/含磷环氧树脂复合材料（EP-P-MMT）。

结果表明，EP-P-MMT中蒙脱土含量达到3%左右时，材料的阻燃性能和冲击性能最佳，LOI可达32.1%，UL94垂直燃烧达到V-0级，冲击强度比纯EP-P提高了50%。

酚醛环氧树脂的阻燃性能研究摘要：阻燃性能是酚醛环氧树脂在实际应用中的重要性能指标之一。

本文通过对酚醛环氧树脂的化学结构、阻燃机理以及阻燃剂的选择等方面进行综述，详细研究了酚醛环氧树脂的阻燃性能。

研究结果表明，通过在酚醛环氧树脂中引入合适的阻燃剂，可以显著提高其阻燃性能，满足实际应用的需求。

1. 引言酚醛环氧树脂是一种重要的高性能树脂材料，具有优良的耐热性、机械性能和电绝缘性能等特点，在电子、电力、航空等领域得到广泛应用。

然而，酚醛环氧树脂的阻燃性能却相对较差，容易在高温下产生燃烧和烟雾，对人身安全和设备的损坏造成潜在危害。

因此，研究酚醛环氧树脂的阻燃性能，提高其火灾安全性，具有重要的理论和实际意义。

2. 酚醛环氧树脂的化学结构与性能酚醛环氧树脂是由酚醛树脂和环氧树脂组成的复合材料，具有复合材料的特点和性能。

酚醛树脂提供了高温稳定性和良好的机械性能，而环氧树脂则提供了良好的粘接性能和耐化学性能。

酚醛环氧树脂的化学结构决定了其阻燃性能较差，容易燃烧和产生烟雾。

为了改善其阻燃性能，需要在酚醛环氧树脂中引入合适的阻燃剂。

3. 阻燃机理阻燃剂是提高酚醛环氧树脂阻燃性能的关键。

阻燃剂的主要作用有：抑制燃烧的传播、降低燃烧过程中产生的热量和烟雾、抑制火焰的蔓延和增强材料的炭化层等。

常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。

无机阻燃剂主要以氧化物、磷酸盐和氯化物等为主要成分，通过释放和吸收燃烧反应中的热量来抑制燃烧。

有机阻燃剂主要通过热解、化学反应和物理吸附等作用来抑制燃烧。

4. 阻燃剂的选择选择合适的阻燃剂对于提高酚醛环氧树脂的阻燃性能至关重要。

阻燃剂的选择要考虑到很多因素，例如阻燃剂的热稳定性、抑制燃烧的效果、与酚醛环氧树脂的相容性等。

常见的无机阻燃剂如氧化铝、氢氧化铝、磷酸铵等，具有较好的阻燃效果和热稳定性。

有机阻燃剂如溴系阻燃剂和磷氮系阻燃剂等，具有较好的阻燃性能和成本效益。

5. 实验研究进展目前，已有很多研究针对酚醛环氧树脂的阻燃性能进行了实验研究。

《阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，阻燃材料在电子、航空、交通等领域的运用越来越广泛。

环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，其优良的电气性能、机械性能和良好的加工性能，使得它在诸多领域有着广泛的应用。

然而，环氧树脂的易燃性限制了其应用范围。

因此，阻燃环氧树脂的研究成为了当前的重要课题。

近年来，石墨烯因其出色的物理和化学性能，被广泛应用于聚合物复合材料的增强和阻燃。

本文将重点研究阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。

二、阻燃环氧树脂的研究1. 阻燃环氧树脂的制备阻燃环氧树脂的制备主要是在环氧树脂中添加阻燃剂。

常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。

无机阻燃剂如氢氧化物、磷酸盐等，通过吸收热量、释放不燃气体或形成隔热层来达到阻燃效果。

有机阻燃剂如溴系、磷系等，通过捕捉自由基、形成炭层等机制来达到阻燃效果。

2. 阻燃环氧树脂的性能研究阻燃环氧树脂的阻燃性能主要通过垂直燃烧测试、限氧指数测试等方法进行评价。

研究表明，添加适量的阻燃剂可以显著提高环氧树脂的阻燃性能，降低其燃烧速度，提高其自熄性能。

同时，阻燃环氧树脂的机械性能、电气性能等也得到了较好的保持。

三、石墨烯增强阻燃环氧树脂的研究1. 石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有出色的物理和化学性能。

将石墨烯添加到阻燃环氧树脂中，可以进一步提高其性能。

石墨烯的添加主要通过物理共混或原位聚合的方式实现。

2. 石墨烯对阻燃环氧树脂性能的影响石墨烯的加入可以显著提高阻燃环氧树脂的机械性能、电气性能和热稳定性。

石墨烯片层间的强相互作用和良好的导热性，使得复合材料的力学性能得到提高。

同时，石墨烯的加入还可以进一步提高复合材料的阻燃性能，通过形成炭层、提高炭层的致密性和均匀性等机制来达到更好的阻燃效果。

四、结论本文研究了阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。

通过添加阻燃剂和石墨烯，可以显著提高环氧树脂的阻燃性能和机械性能。