近期我室在环氧树脂阻燃抑烟方面取得了新进展，通过引入含磷过渡金属配合物作为多功能固化剂制备了本征型阻燃环氧树脂。该工作发表在《Chemical Engineering Journal》上，第一作者为本室2019级博士研究生逯佳慧。
【研究背景】
环氧树脂（Epoxy Resin）具有优良的粘接性、电绝缘性能，机械强度高、耐腐蚀性能好，目前已被广泛应用于电子电器领域、涂料、胶黏剂及复合材料当中。然而，环氧树脂本身易燃，且燃烧过程中伴随着巨大的烟、热释放，严重限制了其在具有高火安全需求领域的应用；此外，常见的添加型小分子阻燃剂往往在提升材料火安全性能的同时，恶化其综合使用性能。因此，开发阻燃抑烟且具有优良物理化学性能的环氧树脂具有重要的科学意义和应用价值。
【主要内容】
这项工作将含磷阻燃官能团与具有催化炭化作用的过渡金属离子（Zn、Co）相结合，制备了过渡金属配合物型固化剂DPPSSZn（Co），研究了该固化剂在环氧树脂中的潜伏固化行为，并进一步制得本征型阻燃环氧树脂。在常温下，过渡金属离子通过配位作用来降低固化反应的活性，使该体系具有一定的潜伏性；热触发下，配位键的解离可促使环氧树脂快速固化，为环氧树脂的贮存、运输和大规模施工提供了便利。同时，将过渡金属离子引入环氧树脂的交联网络结构中，也可提升力学性能和阻燃性能。
图1 DPPSSZn（Co）的结构及阻燃性能示意图
图2 DPPSSZn/EP，DPPSSCo/EP的力学性能
图2 DPPSSZn/EP，DPPSSCo/EP的介电性能
固化剂DPPSSZn（Co）与环氧树脂基体具有良好的相容性，固化后可形成完善的交联网络结构，因此，环氧树脂的拉伸、弯曲性能得以保持；宽频介电测试结果表明，引入高刚性、低极性且具有对称结构的DPPSSZn（Co）有助于降低环氧树脂的介电常数和介电损耗。该工作为制备具有优异火安全性能，同时兼顾较高力学性能、较好介电性能的环氧树脂固化物提供了新的思路。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136097
