苯并恶嗪/含磷环氧/二氨基二苯醚体系阻燃性能的研究

分别制备了不同配比的双酚A型苯并恶嗪/含磷环氧树脂二元体系和双酚A型苯并恶嗪/含磷环氧树脂/二氨基二苯醚三元体系的树脂,并进一步制备了浇铸体。通过差示扫描量热(DSC)研究了三元体系树脂的固化反应,通过垂直燃烧测试、锥形量热测试、热重分析(TGA)、热重-红外联用(TGA-FTIR)等手段研究了浇铸体的热降解和阻燃性。结果表明,在双酚A苯并恶嗪/含磷环氧树脂体系中加入10%4,4'-二氨基二苯醚,三元体系浇铸体样条阻燃性提高,达UL94 V-0级;但在锥形量热测试中,三元体系的热释放速率和总热释放量反而高于二元体系。     

苯并噁嗪/含磷环氧/双氰胺三元体系阻燃性能的研究

分别制备了不同配比的双酚A型苯并噁嗪/含磷环氧(B/E)二元体系和双酚A型苯并噁嗪/含磷环氧/双氰胺(B/E/D)三元体系浇铸体及玻璃纤维层压板。采用垂直燃烧试验和锥形量热试验两种方法表征了样品的阻燃性能,并通过示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)和热重红外联用(TG-FTIR)分析了影响体系阻燃性能差异的原因。结果表明:B/E/D三元体系的阻燃性明显低于B/E二元体系,双氰胺的加入使得三元体系的热稳定性降低,300℃以下的热分解加剧并释放出更多的气体,及800℃残碳率降低。双氰胺结构中的氮元素未能对提高树脂体系的阻燃性能发挥积极作用。     

苯并噁嗪/含磷环氧/含氮酚醛共混体系结构与性能的研究

针对双酚A型苯并噁嗪无法满足较高阻燃要求的缺陷,在双酚A型苯并噁嗪中引入含磷环氧、含氮酚醛,制备了三元共混浇铸体,通过测定凝胶化时间、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)、垂直燃烧、锥形量热等测试手段研究了共混体系固化反应及结构与性能间的关系。研究表明:在共混体系中,随着环氧树脂含量的增加,固化产物的初始储能模量和玻璃化转变温度均减小,同时还有效地发挥了固相、气相阻燃的作用;含氮酚醛的引入,除有效催化固化反应和降低固化反应温度外,还发挥了气相阻燃的作用。含磷环氧和含氮酚醛均能有效提高热稳定性和阻燃性能;含氮酚醛中的氮源比苯并噁嗪中的氮源对阻燃、提高热稳定性等性能所发挥的作用更明显。     

苯并恶嗪/环氧树脂/酸酐三元体系固化反应研究

采用重结晶双酚A-苯胺型苯并恶嗪(BA-a)、双酚A型环氧树脂(BPA-E)与聚苯乙烯马来酸酐(EF40)进行共聚反应。通过示差扫描量热分析和红外光谱测试对苯并恶嗪/酸酐、环氧树脂/酸酐二元体系及苯并恶嗪/环氧树脂/酸酐三元体系的固化行为及各阶段固化物结构进行了研究。结果表明:酸酐与苯并恶嗪、环氧树脂均发生反应,分别生成不同类型的酯键结构。在三元体系中,酸酐与环氧树脂首先反应,形成醇酯键;其次,苯并噁恶嗪自聚,聚苯并恶嗪中的酚羟基与少量酸酐、环氧树脂反应,生成酚酯键、羧酸或醚式结构,同时新生成的羧酸结构可促进苯并恶嗪开环聚合。     

双酚A双(磷酸二苯酯)/聚磷酸铵膨胀阻燃剂对环氧树脂阻燃性能研究

通过氧指数、垂直燃烧、热失重、锥形量热和电镜扫描等研究了由双酚 A 双(磷酸二苯酯)(BDP)与聚磷酸铵(APP)组成的膨胀型阻燃剂对环氧树脂的阻燃性能和阻燃机理。结果表明,BDP/APP 膨胀型阻燃剂对环氧树脂有较好的阻燃性能,使环氧树脂氧指数达到29.9%,垂直燃烧通过 UL94 V-0级,500℃残炭量达到34 8%,平均热释放速率下降70.7%,热释放速率峰值下降67.3%,有效燃烧热平均值下降24.1%。扫描电镜分析表明,经膨胀阻燃剂阻燃的环氧树脂燃烧后能够形成连续、致密、封闭、坚硬的焦化炭层。     

新型无卤阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂(EP)作为基材,添加新型阻燃剂双酚A-双(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(以下简称FR),制备不同组分的样品(FR/EP体系)。采用氧指数分析,垂直燃烧试验测试以及锥形量热仪对样品进行表征。结果表明:FR25%/EP体系氧指数达30.6%,接近难燃级别,FR20%/EP体系垂直燃烧试验测试达到V-0级别,经锥形量热仪测试FR20%/EP体系阻燃性能最优。     

含磷阻燃剂对环氧树脂胶粘剂阻燃性能的影响

以双酚A二缩水甘油醚为单体,4,4'-二氨基二苯甲烷为固化剂,六苯氧基环三磷腈(HPCTP)和有机改性的二氧化硅为填料,通过原位聚合的方法,制备阻燃型环氧树脂复合材料。采用热重分析法研究阻燃剂对复合材料热降解性能的影响,结果表明,加入含磷阻燃剂后,复合材料的热稳定性有所降低;采用极限氧指数(LOI)、UL-94垂直燃烧和锥形量热法研究复合材料的阻燃性能,加入HPCTP后,复合材料达到V-0级别,锥形量热的各种参数都得到改善。     

无溶剂缠绕成型用含磷阻燃环氧树脂的研究

通过有机磷化合物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与双酚A型环氧树脂反应合成了一种含磷环氧树脂。通过跟踪测定环氧当量研究了开环反应过程,并用傅里叶红外光谱仪对产物结构进行了表征;采用差示扫描量热法和平板凝胶法表征了树脂体系的固化特性;依据UL94垂直燃烧法研究了磷含量与树脂体系阻燃性能的关系,采用热重分析（TGA）研究了不同含磷量环氧树脂的残炭率及裂解性能;采用差示扫描量热仪和电子万能拉伸试验机研究了阻燃环氧树脂固化物的耐热性和力学性能。结果表明,DOPO与双酚A型环氧树脂在170 ℃下6 h可完成开环加成反应;含磷环氧树脂的固化温度较双酚A型环氧树脂提高;磷含量为2.0 %（质量分数,下同）时,含磷环氧树脂固化物阻燃性能达UL94 V-0级,残炭率为23 %;其固化物的耐热性和力学性能较双酚A型环氧树脂无明显下降。     

双酚A/苯胺型苯并噁嗪热固化质量损失及机理

采用傅里叶红外光谱测试(FT-IR)、示差扫描量热法(DSC)等研究了重结晶双酚A/苯胺型苯并噁嗪热固化过程中的质量损失及其与固化机理之间的关系。通过收集苯并噁嗪固化过程中的小分子挥发物,结合FT-IR、核磁共振氢谱(1H-NMR)尝试解释了苯并噁嗪在固化过程中小分子的释放机理。结果表明,苯并噁嗪热固化过程中的质量损失和挥发物的产生均主要来自于噁嗪环开环后所形成中间体的裂解。     

DOPO衍生物阻燃环氧树脂的制备与性能研究

通过3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成腈基型含磷阻燃剂DOPO-ATR,将阻燃剂按一定比例与双酚A型E-51环氧树脂复合,制备阻燃环氧固化物。通过TG测试、LOI测试、垂直燃烧测试和锥形量热测试,探究DOPO-ATR对阻燃环氧固化物的热稳定性和阻燃性能的影响,同时探究DOPO-ATR的阻燃机理。结果表明:当DOPO-ATR的添加量为10%时,阻燃环氧树脂的LOI值最大为34.8%,与纯EP相比提升55.4%;UL-94等级为V-0级,热释放速率峰值最小为533.28 kW/m~2,与纯EP相比降低32%;总热释放量最小为58.98 MJ/m~2,与纯EP相比降低43%;总烟气释放量最小为35.0 m~2。同时,DOPO-ATR的加入能够提高EP的热稳定性和残炭率。通过阻燃机理可知,DOPO-ATR在气相和凝聚相中均表现阻燃效果。因此,DOPOATR对EP具有一定的阻燃效果,且阻燃剂含量为10%时,阻燃效果最好。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数，然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时，借助各固化体系的动态流变性能，分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理，并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时，采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM），其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系；选用同种固化剂（DDM或DDS）时，E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示，该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好，可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。     

磷杂菲三嗪双基化合物阻燃环氧树脂的量效关系

将三-(DOPO-羟甲基苯氧基)-三嗪(Trif-DOPO)添加到双酚A缩水甘油醚/4,4′-二氨基二苯砜环氧树脂(EP)体系中,制备了一种无卤阻燃EP,利用差示扫描量热仪、热失重分析仪、根限氧指数(LOI)测定仪、垂直燃烧测试仪、锥形量热仪及吸水性试验测试了无卤阻燃EP的热性能、阻燃性能和吸水性能,研究了Trif-DOPO对EP性能影响的量效关系。结果表明,Trif-DOPO与环氧基体共同构成一个膨胀阻燃体系。与空白试样相比,随着体系磷质量分数从1.0%增至2.0%,阻燃试样的点燃时间、总热释放量、平均有效燃烧热、玻璃化转变温度均与Trif-DOPO的用量呈负相关性;阻燃试样锥量测试残炭的膨胀倍率与Trif-DOPO的用量呈正相关性;而阻燃试样的热释放速率峰值和平均热释放速率虽明显减小,但在研究的范围内受阻燃剂含量的影响不大。此外,随着Trif-DOPO用量的增加,试样的LOI先增大后减小,当体系磷质量分数为1.2%时,试样的阻燃性能最佳,其LOI为36.0%,垂直燃烧性能达到UL 94 V–0级。Trif-DOPO的添加还能够在一定程度上降低EP的吸水率。     

混合芳香胺固化环氧树脂的研究

用4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)和4,4'-二氨基二苯醚(DDE)三种芳香胺混合固化双酚A型环氧树脂,研究了固化网络的机械性能和热性能,当DDM∶DDS∶DDE质量比为5∶2.5∶1时,可使固化网络的冲击强度得到一定的提高。SEM对固化网络冲击断面的微观结构分析表明,树脂呈韧性断裂。     

无卤阻燃环氧树脂固化物及其结构与性能

环氧树脂固化物具有一系列性能优势,是重要的电子材料之一,但因其极易燃烧而存在火灾隐患。采用一类扭曲非对称结构的二氮杂萘酮型二胺和二酚型无卤阻燃固化剂,与双酚A型环氧树脂(E51)和含磷环氧树脂固化,所得固化物具有优异的热学和动态力学性能,T可达157℃,热线胀系数低;与含磷树脂固化后所得g材料的阻燃性顺利通过UL94 V-0级测试。     

环氧树脂/含磷有机硅杂化物固化体系的耐热性与阻燃性研究

利用γ(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷与磷酸反应制备了一种含磷有机硅杂化物,并利用红外光谱对这种含磷有机硅杂化物进行了结构表征。将这种含磷有机硅杂化物加入到双酚A环氧树脂/4,4'-二氨基二苯基甲烷体系制备了环氧树脂/含磷有机硅杂化物固化体系,对这种固化物进行了热失重分析,并测试了其玻璃化转变温度(Tg)和极限氧指数。结果表明,该固化物的Tg比纯环氧树脂固化物有所提高,初始分解温度比纯环氧树脂低,而高温残炭率有大幅提高;当含磷有机硅杂化物含量为30份时,固化物的Tg提高9 ℃,极限氧指数到达27.3 %,700 ℃残炭率达到34.1 %,比纯环氧树脂分别提高28 %和77.8 %。     

有机磷阻燃改性环氧树脂的制备及性能

以4,4'-[亚甲基双[4,1-苯撑亚氨基[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)亚甲基]]]二苯酚(D-bp)为阻燃剂、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,制备了一种无卤阻燃环氧树脂,通过锥形量热分析、垂直燃烧测试和热重分析对其阻燃性能、热性能进行研究.结果表明:当磷质量分数为0.50...     

笼型倍半硅氧烷(POSS)/环氧杂化树脂体系固化反应动力学及性能研究

为了提高环氧树脂的耐热性,采用笼型倍半硅氧烷(POSS)改性双酚A型环氧树脂E51,得到有机无机杂化树脂。采用Ozawa和Kissinger两种方法研究了杂化树脂/4,4′-二氨基苯砜(DDS)体系的固化反应动力学。TGA分析表明,POSS的加入提高了E51/DDS固化树脂体系的热性能。     

硅磷杂化物/环氧树脂固化物的性能研究

以γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)与磷酸反应合成了一种含磷硅烷偶联剂,将这种含磷硅烷偶联剂与硅溶胶按一定配比进行水解缩聚反应,得到一种硅磷杂化物,将该硅磷杂化物引入到双酚A环氧树脂(E-51),以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂,制备了硅磷杂化物/环氧树脂固化物。对该固化物的玻璃化转变温度、热失重、拉伸强度、极限氧指数(LOI)进行了测试。结果表明,该固化物玻璃化转变温度,700℃残炭量以及LOI均比纯环氧树脂固化物高,拉伸强度却下降较少。当硅磷杂化物的添加量占环氧树脂质量的50%时,该固化物的玻璃化转变温度可以达到178℃,极限氧指数可以达到28.2,与纯环氧树脂固化物相比,分别提高了18℃和25%。与纯环氧树脂固化物相比,该硅磷杂化物/环氧树脂固化物具有较好的阻燃性及热稳定性。     

含磷杂菲侧基双酚A酚醛树脂的合成与应用

基于酚醛树脂反应,以二磷杂菲丙基双酚A(DDBA)和甲醛为原料,合成了一种含磷杂菲侧基的二磷杂菲丙基双酚A甲醛树脂(PDBA).通过傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪和凝胶渗透色谱仪等证明了产物PDBA的结构.将PDBA和DDBA作为反应型阻燃剂用于环氧树脂(EP)阻燃改性,通过极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱、锥形量热...     

环氧树脂/低分子聚酰胺/DMP-30体系固化过程的扭辫研究

本文应用担辫分析(TBA)技术,结合差示扫描量热法(DSC)及红外光谱法(IR)研究了双酚A塑环氧树脂/低分子聚酰胺/2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚体系的热固化行为,并对固化反应机理作了初步探讨。