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?該論文由清源創新實驗室電子專用化學品科研團隊成員、福州大學化工學院碩士研究生羅洋為第一作者，通訊作者為清源創新實驗室電子專用化學品科研團隊負責人、福州大學化工學院侯琳熙教授和肖龍強副教授。該研究工作開發了一種用于環氧樹脂阻燃的高效阻燃劑，相關成果以“Multi-DOPO-based derivative for enhancing flame retardancy and mechanical properties of epoxy resin”為題發表在《Progress in Organic Coatings》期刊上。

圖1 EP/DZH體系的燃燒行為

?環氧樹脂是一類重要的多功能熱固性聚合物材料，由于其在力學性能、電絕緣性能、粘合強度和耐化學性能等眾多方面的優勢，因而被廣泛應用于電子電器、車輛工業、建筑材料和航空航天制造等領域。然而，環氧樹脂的高度易燃極大地限制了其應用范圍。而且在環氧樹脂中實現阻燃性和整體性能之間的平衡仍然是一項重大挑戰。?在本項工作中，采用簡單的一鍋法成功合成了一種新型的多DOPO基反應型阻燃劑（DZH），并將其用作DDM的共固化劑。實驗結果表明，DZH的引入不僅使固化反應活化能降低，還顯著促進了高溫條件下殘炭的生成。值得一提的是，EP/DZH體系在適量添加下，阻燃性和力學性都有顯著提升。以5 wt%（磷含量：0.525 wt%）添加為例，EP/DZH-5的LOI值從EP基質的24.4%增加到了35.3%，成功達到UL-94的V-0評級。同時，EP/DZH-5的pHRR減少了44.1%，SPR也下降了24.3%。EP/DZH體系卓越的阻燃性能歸功于其在氣相和冷凝相中表現出的雙重阻燃機制。此外，大量剛性磷雜菲基團的存在與苯環之間的π-π相互作用，使EP/DZH-3的拉伸強度和拉伸模量分別從79.5 MPa提高到91.0 MPa和從1.26 GPa增至1.76 GPa。這種基于多DOPO的阻燃劑應用為開發低添加量水平的高性能環氧樹脂提供了一種很有前途的解決方案。

圖2 EP/DZH體系的阻燃機理

圖3 EP/DZH體系的力學性能

該工作得到國家自然科學基金、清源創新實驗室重點項目和福州大學“111”計劃的資助。