含磷环氧树脂固化剂的合成表征与环氧树脂复合材料阻燃性能的研究

以季戊四醇(PER)、三氯氧磷(POCl_3)和乙二胺(EDA)为原料合成了一种阻燃固化剂聚乙二胺季戊四醇螺磷酸酯(PES),并通过红外光谱(FT-IR),核磁共振(1 H NMR)、质谱(ESI-MS)和热重分析(TGA)对其结构和热性能进行了表征。并以PES和4,4-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,双酚A型环氧树脂(E-51)为基体树脂,制备了不同含磷量的阻燃环氧树脂复合材料。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)实验表征了环氧树脂复合的阻燃性能,热重分析和扫描电镜研究了阻燃环氧树脂的热性能和残炭形貌。研究发现,随着磷含量增加,阻燃环氧树脂的初始分解温度逐渐降低,但与纯样相比,在600℃时的残炭量显著增加,且随着PES加入量的增大,SEM观察形成的炭层越致密。当磷含量为3.48%时,其LOI值可达28.9,并通过UL-94V0级测试,拉伸强度和冲击强度分别达到了62.76 MPa和6.81kJ/m~2,表明PES是一种良好的环氧树脂阻燃剂。     

无卤复合型阻燃剂对环氧树脂阻燃性能的影响

以双酚A型环氧树脂E51为基料,自制的聚酰胺3369号为固化剂,加入由三聚氰胺甲醛树脂、聚磷酸铵、硅树脂配制成的复合型阻燃剂(MAPPSi)制备出无卤阻燃环氧树脂。通过氧指数仪、垂直燃烧仪(UL-94)、锥形量热仪和热重分析仪研究了材料的阻燃性能和热降解行为;通过扫描电子显微镜、万能拉力机研究了材料的表面形态和力学性能。结果表明,当阻燃剂MAPPSi质量分数达到18%后,极限氧指数从19.6%提高到32.5%,垂直燃烧效果通过UL-94 V-0级,拉伸强度为55.6 MPa,剪切强度为24.2 MPa。     

聚磷酸铵微胶囊对环氧树脂阻燃性能和力学性能的影响

研究了聚磷酸铵(APP)以及APP两种微胶囊,即环氧树脂包覆的APP(EPAPP)和密胺甲醛树脂包覆的APP(MFAPP)在环氧树脂(EP)中阻燃性能、力学性能以及阻燃剂与EP之间的相容性。结果表明,APP在EP中具有较好阻燃效果。与未包覆的APP相比,环氧树脂和密胺甲醛树脂包覆APP(EPAPP和MFAPP)在环氧树脂(EP)中氧指数和垂直燃烧级别基本不变;但添加APP微胶囊的阻燃EP体系的力学性能都有所改善,尤其是冲击强度有较大幅度提高。表面电阻的实验发现,在EP体系中添加APP或APP微胶囊对体系绝缘性能基本上没有影响。     

含磷阻燃剂的合成及对环氧树脂阻燃性能的影响

合成了一种含磷阻燃剂2-(二苯基膦酰基)-1,4-苯二酚(DPO-HQ),通过红外光谱、核磁对其化学结构进行了表征。同时,以DPO-HQ和二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,双酚A环氧树脂(EP)为基料,制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂。利用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧实验表征了所得环氧树脂的阻燃性能,通过热重分析,扫描电镜和热红联用分析研究了阻燃环氧树脂的热性能。结果表明,随着磷含量的增加,阻燃环氧树脂的初始降解温度略有降低,但燃烧后残炭率明显增加。阻燃剂的加入抑制了环氧树脂热分解时产生的可燃性气体和自由基,从而形成高温度下比较稳定的炭层。当磷的质量分数为1.5%时,其LOI值可达到30.8%,垂直燃烧性能通过UL 94 V-0等级,表明DPO-HQ可以作为环氧树脂的良好阻燃剂。     

三聚氰胺氰尿酸盐与聚磷酸铵协同作用对环氧树脂阻燃性能的影响

采用氧指数法（LOI）、垂直燃烧法（UL-94）及热重分析法（TGA）对三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和聚磷酸铵（APP）阻燃环氧树脂的阻燃性及热稳定性进行了研究。TGA结果表明,MCA促进成炭的作用较弱,主要在气相起到阻燃的作用。而APP的添加虽然降低了环氧树脂的初始分解温度,但当温度高于400℃时,体系具有更好的热稳定...     

环氧树脂及固化剂的化学结构对环氧树脂回收的影响

以进行化学回收为目的，将3种环氧树脂在80℃的4mol/dm^3及6mol/dm^3浓度的硝酸水溶液中分解。以DDM(二氨基二苯基甲烷)固化的双酚F型环氧树用4mol／dm^3浓度的硝酸分解需要400h，用6mol／dm^3的硝酸分解需要80h。DDS(二氨基二苯酮)固化的TGDDM(四缩水甘油二氨基二苯基甲烷)型环氧树脂，以4mol／dm^3浓度的硝酸水溶液分解约需50h，以6mol／dm^3硝酸分解约需15h。由醋酸乙酯萃取硝酸水溶液所得化合物的分析结果表明水解是由于C-N键断裂及硝化所引起。就通常耐酸性较好的酸酐固化环氧树脂而言，如树脂主剂的化学结构中具有C-N键，以甲基纳迪克酸酐固化的TGDDM型环氧树脂以硝酸水溶液分解，用4mol／dm^3硝酸分解约需80h，以6mol／dm^3浓度分解约250h，表明以此方法分解酸酐固化环氧树脂是可行的。由分解生成物的分析结果可以判断，将回收的分解生成物再聚合为目的的话，双酚F型环氧树脂以4mol／dm^3硝酸水溶液分解为优；仅仅是单纯地进行废物处理的话，DDS固化的TGDDM型环氧树脂以6mol／dm^3硝酸水溶液进行分解最适宜。     

低熔点固化剂对环氧树脂性能的影响

研究低熔点固化剂(MOEA)对环氧树脂性能的影响,并和以4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂的环氧树脂的性能进行对比。通过流变仪研究固化剂对环氧树脂体系的黏度-温度特性的影响;采用差示扫描量热法(DSC)研究固化剂对环氧树脂固化行为的影响;并通过万能材料试验机、动态热机械分析仪(DMA)和热失重分析仪(TGA)研究环氧树脂固化物的力学性能和热性能。结果表明,以MOEA为固化剂的环氧树脂(MOEA40)比以DDM为固化剂的环氧树脂(DDM30)具有更好的黏度-温度特性,在宽的温度区间(60~140℃)表现出低的黏度(0.2~3.5Pa·s)。固化工艺处理后,MOEA40的固化物表现出了优异的力学性能,其弯曲强度为147MPa,拉伸强度为89MPa,比DDM30的固化物的弯曲强度(134MPa)和拉伸强度(80MPa)分别提高了9.7%和11.2%。此外,MOEA40的固化物还具有高的玻璃化转变温度(168℃)和初始分解温度,在氮气条件下,其失重5%的温度为367℃。     

不同沉积物无溶剂纳米石墨烯流体/环氧树脂复合材料阻燃性能对比

分别以沉积碳纳米管(MWCNTs)和羟基锡酸锌的石墨烯片层(GNS)纳米粒子为核、表面活性剂KH560为颈状层、聚醚胺M2070为冠状层,制备了无溶剂(GNS-MWCNTs)@M2070流体及无溶剂(GNS-ZHS)@M2070流体。将质量分数为2.0wt%的两种无溶剂纳米流体分别加入环氧树脂(EP)中,制备了无溶剂(GNS-MWCNTs)@M2070/EP和(GNS-ZHS)@M2070/EP复合材料,并对其热性能和阻燃性能进行研究。锥形量热测试结果表明,纯EP、(GNS-MWCNTs)@M2070/EP、(GNS-ZHS)@M2070/EP的火焰增长速率(FIGRA)值分别为3.682,3.118和4.391kW(m~2·s)~(-1),同时,相比(GNS-MWCNTs)@M2070/EP,含有(GNS-ZHS)@M2070的EP基复合材料较纯环氧树脂具有更低的生烟速率(SPR)、生烟总量(TSR)和一氧化碳释放量(COP)值,说明沉积有羟基锡酸锌的石墨烯片层纳米粒子为核的无溶剂纳米流体对提高环氧树脂阻燃性能更为有效。     

新型含萘环结构固化剂的合成及其对联苯型环氧树脂的阻燃性能研究

以1,5-萘二胺和对羟基苯甲酸为原料合成了一种新型含萘环结构的固化剂(GNA),并且用核磁共振氢谱(1 H NMR)确定了物质的结构。通过垂直燃烧法(UL 94V)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、吸水性测试和力学性能测试对不同质量分数添加量的GNA改性联苯型环氧树脂(YX-4000)的阻燃性能、热性能、吸水性和力学性能进行了研究。实验结果表明,随着固化剂GNA含量的增加,固化物的阻燃性能得到了提升,在GNA含量达到15%(质量分数)时,阻燃级别可以达到UL-94V-0级。为了深入研究其阻燃机理,通过TGA和SEM对其燃烧残渣分析发现,固化物的表面有致密的炭层起到隔绝空气的作用,阻止燃烧进一步发生,在20%(质量分数)含量时,800℃的残炭率高达50%。另外通过吸水性和力学性能测试研究发现,与传统阻燃剂相比,固化物阻燃性提高,力学性能和吸水性能下降较小。在15%(质量分数)添加量时拉伸强度和拉伸模量为101 MPa和76GPa,弯曲强度和弯曲模量为29 MPa和26GPa,吸水率为1.626。     

不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究

以不同系的多种阻燃剂添加于聚氨酯软质泡沫塑料(简称聚氨酯软泡),进行部分物性和阻燃性能的对比试验,结果表明,大分子量的含磷类阻燃剂对软泡阻燃效果最好,且对其物理性能影响较小。     

环氧树脂的阻燃性研究进展

按发挥阻燃功效的物质或元素与环氧树脂分子结构的关系,将各种阻燃环氧树脂分为复合型和结构型两类,并分别介绍了它们的研究现状、主要问题及发展趋势。     

不同固化剂复配的耐高温环氧树脂体系性能

环氧树脂本身是一种热塑性树脂,只有加入固化剂,才能发生交联反应生成三维网状结构的热固性树脂,展现出优异的使用性能。因此,固化剂的选择和复配是决定环氧树脂使用性能的关键因素。4,4’-二氨基二苯砜(DDS)是一种应用较为广泛的高温固化剂,但其有着与环氧树脂混合后黏度较大、需要较高反应温度等缺点。文中选用了3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷(DEDDM)、4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、4-甲基1,3-环己二胺(HTDA) 3种固化剂与DDS复配,通过非等温差示扫描量热分析研究了复配固化剂的含量和种类对反应活化能的影响;通过动态力学热分析和热重分析等测试研究了复配固化剂的含量和种类对固化产物热性能的影响。结果表明,复配固化剂DDM摩尔分数为20%时,复合体系的黏度在操作温度80℃时降低了70.4%,平均反应活化能降低了2.99 kJ/mol,玻璃化转变温度仍保持在219℃,符合耐高温树脂的使用要求。综合考虑各方面性能,体系20DDM可用作环氧树脂复合材料体系复配固化剂的首选。     

固化剂对环氧树脂砂浆修补材料性能的影响

主要探讨了固化剂的掺量、存贮时间及环境因素对环氧树脂砂浆性能的影响.研究结果表明,固化剂掺量为30份/100份环氧树脂时,环氧树脂砂浆早期强度发展很快,3d抗折强度为7.2MPa,抗压强度为24.4MPa;后期强度发展稍慢,90d抗压强度为53.1MPa.固化剂掺量为10份/100份环氧树脂时,后期强度很大,90d抗压强度为96.9MPa,但早期强度发展较慢,固化时间长.40℃环氧树脂砂浆固化迅速,3d抗折强度即高于12.5MPa,抗压强度可达48.1MPa.     

磷氮复合阻燃环氧树脂的制备及其阻燃性能

为改善环氧树脂的阻燃性，成功合成了一种含苯砜基和磷杂菲杂环的阻燃添加剂(FRASP)。采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)、核磁共振(NMR)和元素分析等手段对FRASP的化学结构进行表征。将FRASP添加到双酚A型环氧树脂(DGEBA)中，经4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)固化后，制备出DGEBA-FRASP复合树脂。FRASP质量分数为9wt%的DGEBA-FRASP复合树脂的极限氧指数(LOI)达到35.9%，垂直燃烧(UL94)的等级为V-0级。残炭的形貌和激光拉曼光谱(LRS)分析显示，FRASP促进膨胀、致密、高石墨化程度的多孔炭层的生成。热重分析表明，FRASP改变了DGEBA-FRASP复合树脂的热降解过程，促进了DGEBA-FRASP复合树脂提前热分解，使最大失重率降低，并提高了残炭量。热裂解分析显示，DGEBA-FRASP复合树脂裂解过程中产生了含磷分子和不可燃气体，可稀释O₂并抑制燃烧过程中自由基链式反应。FRASP分子中P、N和S的协同作用，改善了DGEBA-FRASP复合树脂的阻燃性能。      

聚磷酸铵及季戊四醇膨胀型阻燃环氧树脂的阻燃性能

研究了聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)阻燃环氧树脂的阻燃性能和热分解特性。结果表明,阻燃环氧树脂的氧指数(LOI)随APP含量的增加而增加;当APP添加量达到20%时,阻燃环氧树脂的垂直燃烧性能达到V-0级。在APP阻燃环氧树脂中引入成炭剂PER使得体系的LOI值有所降低,但适量PER的引入使得阻燃体系的最大热释放速率降低。热失重(TG)实验结果表明,与未阻燃的环氧树脂相比,阻燃环氧树脂的初始分解温度有所降低,但在高温下阻燃环氧树脂的热稳定性较好。此外,还采用了激光拉曼光谱对阻燃环氧树脂燃烧后的炭层进行了分析。     

无卤磷系阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

以无卤磷系阻燃剂双酚A-双(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(FR)制备了阻燃环氧树脂(EP)复合材料,并测定了阻燃EP的阻燃性能。由锥形量热仪(CONE)测定的释热速率(HRR)、释热总量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量(TSP)及有毒气体释放量等阻燃参数表明,当复合材料中FR含量为20%时,阻燃EP与纯EP相比,HRR,THR,MLR及SEA分别降低了70.9%,49.6%,90.8%及59.4%,呈现出良好的阻燃效果和抑烟性能;扫描电子显微镜(SEM)观测发现,经FR阻燃的EP在燃烧时形成了由封闭孔洞构成的均匀闭孔炭层。     

混合型固化剂对环氧树脂室温和低温力学性能的影响

研究了一种刚性和柔性胺混合型固化剂（芳香胺DETD和聚醚胺D-400）固化环氧树脂浇铸体的力学性能、材料断裂表面的微观形貌和玻璃化转变温度等性能。结果表明:当D-400加入量占固化剂总量的40%时,其室温拉伸强度呈现最大值,为82.52 MPa,弹性模量为2.30 GPa,与未加D-400的体系相比分别提高了6.3%和14.4%,其低温冲击强度提高了14%。对冲击断面形貌进行扫描电子显微分析表明:D-400的加入致使断口形貌变得粗糙,抗开裂能力得到提高。热分析实验结果显示,体系的玻璃化转变温度随着D-400含量的增加而降低。此外,还探讨了环氧树脂体系低温增韧机制。      

环氧树脂固化剂研究新进展

近年来,随着人们对环氧树脂综合性能要求的不断提高,环氧树脂固化剂推陈出新,功能和种类也越来越多。综述了近年来多功能环氧树脂固化剂的种类、结构、制备方法和在环氧树脂中的应用等。这类固化剂包括阻燃固化剂、增韧固化剂、耐热固化剂等。     

环氧树脂潜伏性固化剂研究进展

介绍了改性脂肪族胺类、芳香族二胺类、双氰胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类、路易斯酸 胺络合物类及微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂的研究现状     

环氧树脂/微胶囊红磷体系对高抗冲聚苯乙烯阻燃性能的研究

用锥形量热仪、TGA、LOI及UL94垂直燃烧研究了Novolac对MRP阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)性能的影响.结果表明,在MRP阻燃HIPS中添加适量的Novolac,可以使材料的阻燃性能满足使用要求,且随着Novolac用量的增加,材料的阻燃性能和热稳定性上升.