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基于线环形结构的环三膦腈—双酚A型环氧树脂的合成、表征及阻燃性能的研究

柏永伟  
【摘要】:环氧树脂具有良好的化学稳定性、良好的介电性能和强度高等性能,在各个领域中有很大的应用。但由于其阻燃性能不好,属易燃物,所以对环氧树脂的阻燃改性就显得尤为重要了。将线环形膦腈结构引入到环氧树脂的基体中能够制备出具有无卤阻燃的环氧树脂。主要工作如下: 1.含有线环形膦腈结构自阻燃环氧树脂的合成与制备 一种线环形膦腈结构的新型无卤阻燃环氧树脂成功地通过三步合成法得到,通过苯酚和双酚A的亲核取代六氯环三膦腈后与环氧氯丙烷发生缩聚反应。合成过程中得各步的产物都经过~(1)H和~(31)P核磁共振光谱,元素分析,红外光谱表征。最终合成的环氧树脂分别于DDM、DICY、Novolak三种固化剂进行固化,取得了较高的耐热性能,他们的玻璃化转变温度(Tg)都高于150℃,并且他们获得了良好的热稳定性能和高的残炭含量。加入到分子主链中的环三膦腈的P和N的协同阻燃作用赋予环氧固化物良好的阻燃性能。合成的环氧固化物高的LOI值和UL-94的V-0级的阻燃等级表明,合成环氧树脂作为一种绿色功能材料成为火灾和在电子和微电子领域的潜在候选应用材料,具有优异的安全性和优良的耐热性能。 2.改性双酚A环氧树脂阻燃性能的线环形膦腈环氧树脂的合成与制备 为了改性双酚A环氧树脂的阻燃性能,我们合成了一种含有线环形膦腈结构的环氧树脂(TGZAF),通过双酚A和环氧丙醇两步法亲核取代六氯环三膦腈上的氯而得到。合成的各步产物经过~(1)H和~(31)P核磁共振光谱,红外光谱表征。最终在环氧树脂基体中加入20份的TGZAF,用(MeTHPA)固化,得到了UL-94的V-0级的阻燃等级的环氧树脂固化物。加入20份TGZAF的环氧固化物的耐热性、弹性模量和断裂强度相对于原环氧树脂固化物都得到了提高,但其热稳定性却降低了。


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