摘要
环氧树脂（EP）作为一种性能高效的树脂，以其优异的机械强度、耐腐蚀性、低收缩性、电绝缘线以及极强附着力等优点，在各类工业领域当中都得到了广泛的应用。然而，环氧树脂的易燃性大大限制了其在许多领域的应用。因此，如何提高环氧树脂的阻燃性能受到越来越多的科研工作者和政府人们的关注。虽然可以在环氧树脂中引入卤化物增加体系的阻燃性能，但由于环境污染问题，这类方式得到限制。因此，越来越多的人们开始关注含磷类的无卤阻燃剂的研究，其中磷系阻燃剂作为环境友好型阻燃剂最为突出。本文合成了含哌啶和磷杂菲的本征型阻燃剂DTF，并制备出了含磷氮两种元素的反应型阻燃环氧体系。对其阻燃性能、耐热性能和力学性能进行了研究，还对其进行固化动力学研究。主要内容如下： （1）以甲醛、9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物（简称DOPO）和三丙酮二胺为原料，制备出一种新型环氧树脂反应型阻燃固化剂DTF，并通过傅里叶变换红外光谱分析、核磁共振氢谱和磷谱分析、以及元素分析，证明DTF制备成功。和4’4-二氨基二苯甲烷（简称DDM）共同固化环氧树脂，制备反应型阻燃剂环氧固化物（EP/DDM/DTF）。DSC结果表明，DTF具有固化EP的能力。在700℃的条件下，DTF的加入可以提高EP/DDM/DTF热固性塑料的残炭率，当磷含量为1.0wt%时，EP/DDM/DPT-4样品的LOI值为30.4%，UL94达到V-0值。在环氧固化物中，其拉伸性能最高达到了98.56MPa（0.5%的P含量），弯曲强度最高达到了137.28MPa（0.75%的P含量），冲击强度最高达到了24.1KJ·m-2（0.5%的P含量）。环氧树脂力学性能随其磷含量的升高，拉伸、弯曲和抗冲击强度均呈现先升高后下降的趋势，表明DTF的引入可以提升氧树脂体系的力学性能。 （2）采用非等温DSC研究EP/DDM/DTF体系的固化动力学。在不同升温速率下对试样进行扫描，得到不同的DSC曲线，通过计算得到EP/DDM/DTF体系的初始固化温度T0为47℃，峰值固化温度Tp为121℃，终止固化温度Tf为163.5℃。然后通过Kissinger法、Crane法、Flynn-Wall-Ozawa法，计算出EP/DDM/DTF体系在固化过程中的指前因子A、表观活化能Ea以及反应级数n，最后用n级动力学模型和自催化模型分别对EP/DDM/DTF体系进行模拟，将模拟的曲线与测试曲线进行对比，得出自催化模型更适用于EP/DDM/DTF体系。
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