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本文论述了高分子材料的燃烧机理以及阻燃理论,综述了各种阻燃元素作用机理、元素间的协同阻燃理论和生物质阻燃剂的研究进展。研究了磷-氮协同阻燃剂、以及磷系阻燃剂改性氧化石墨烯的制备,同时探索了其对环氧树脂的热稳定性、阻燃性能的影响,揭示了该体系的阻燃本质。本文以氯磷酸二苯酯(DPCP)、4,4’-二羟基二苯甲酮(DHBP)为原料合成了一种含磷的关键中间单体4,4’-二磷酸二苯酯基二苯甲醇(DHPP-OH),并对它进一步修饰,得到阻燃剂1,4-二[(4,4’-二磷酸二苯酯基二苯甲氧基)甲酰基]苯胺(DHPPOH-NCO)、1,3,5-三[(4,4’-二磷酸二苯酯基二苯甲氧基)甲酰基]酯基苯(DHPPOH-BAC)和磷系阻燃剂改性氧化石墨烯(DP-GO),通过核磁共振波谱(NMR)和红外光谱(FTIR)等技术手段确定了其分子结构,对阻燃环氧树脂材料利用热重分析(TGA)测试其热稳定性,采用氧指数测定法(LOI)和垂直燃烧测定法(UL94)等对其阻燃性能进行表征并分析,利用锥形量热仪(CCA)、电子扫描显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等对其阻燃机理进行深入探究。研究结果表明:DHPP-OH-NCO在环氧树脂中拥有优异的阻燃性能。当阻燃环氧树脂材料受高温时,阻燃剂会在环氧树脂热解前被分解成磷酸及其衍生物,这种磷酸及其衍生物可以催化环氧树脂热解形成炭层,使材料与氧气隔离。同时,通过阻燃剂的热裂解,在气相中形成PO?自由基,它可以捕获材料燃烧时的H?和?OH自由基,降低火焰中的自由基浓度,抑制燃烧自由基链式反应,其中的氮元素在高温时产生氮气等难燃气体,稀释氧气浓度,抑制燃烧;通过对阻燃剂DHPP-OH-NCO和DHPP-OH-BAC的横向对比,发现拥有富芳环结构的阻燃剂DHPP-OH-BAC在热释放总量、热释放速率等方面,还会略优于DHPP-OH-NCO,由于两种阻燃剂的磷酸酯结构相似且比例接近,应该是DHPP-OH-BAC结构中存在的大量芳环在材料中起到了一定的作用,和磷酸酯结构产生了协同效应,通过促进了高温的材料的形成炭隔离层等方式,提升了材料自身的阻燃效果;而DP-GO在添加在EP中,当添加量仅为1.5 wt.%时,LOI、UL-94、HRR、pk-HRR等参数便有显著地改善。因此,磷系阻燃剂和氧化石墨烯具有良好的协同作用,且具有更高的阻燃效率,可以为环氧树脂材料提供优异的阻燃性能。