新型硅磷協(xié)同阻燃劑的合成及其改性高性能熱固性樹脂的研究.pdf

1、高性能熱固性樹脂（High Performance Thermosetting Resin, HP-TRs）是一類具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的綜合性能，表現(xiàn)為突出的耐熱性、熱氧化穩(wěn)定性、優(yōu)良的綜合力學(xué)性能及良好的耐濕熱、耐輻射及耐腐蝕等特點(diǎn)，因而在航空航天、電子電器、交通運(yùn)輸?shù)燃舛祟I(lǐng)域具有不可或缺的重要地位。但是，相似于普通的熱固性樹脂，HP-TRs也存在著固化物阻燃性差的不足，對(duì)于諸多前沿領(lǐng)域的應(yīng)用而言，可燃性已經(jīng)

2、嚴(yán)重阻礙了HP-TRs的應(yīng)用前景。故而，對(duì)其進(jìn)行阻燃改性是近年來(lái)高性能熱固性樹脂研究領(lǐng)域的重要課題。
　　目前的改性方法可以有效改善HP-TRs的阻燃性能，但常常會(huì)犧牲樹脂本身的某些優(yōu)異性能，無(wú)法達(dá)到迅猛發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)對(duì)HP-TRs日益提高的性能要求。因而，如何在保持高性能熱固性樹脂本身所具有的突出性能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其阻燃性能的提升是當(dāng)今聚合物改性領(lǐng)域的重要研究方向，其具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)意義。
　　為了解決這一問(wèn)

3、題，本文制備了兩種不同結(jié)構(gòu)的新型硅磷協(xié)同阻燃劑：含磷超支化聚硅氧烷以及磷雜菲梯形聚硅氧烷，并通過(guò)有意識(shí)的控制活性官能團(tuán)的種類來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳的綜合性能。
　　首先，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度考慮，制備合成了含磷超支化聚硅氧烷（P-HSi），并將其應(yīng)用于氰酸酯樹脂（CE）的改性。研究結(jié)果表明，含磷超支化聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)和含量均對(duì)改性樹脂的各項(xiàng)性能有著顯著的影響。當(dāng)阻燃劑的添加量為5wt%時(shí)，改性樹脂的阻燃性能就能獲得大幅提高。更具吸引力的是，含磷

4、超支化聚硅氧烷加入氰酸酯樹脂中可以顯著改善體系的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，有效克服了含磷阻燃劑熱穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)。當(dāng)改性樹脂的阻燃劑含量為15wt%時(shí)，改性體系的初始熱分解溫度較純樹脂體系升高了58℃，而沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高了2.7倍和1.5倍。此外，含磷超支化聚硅氧烷可以明顯降低體系的固化反應(yīng)溫度，并改善其介電性能。
　　其次，針對(duì)烯丙基雙酚A改性雙馬來(lái)酰亞胺（BDM/DBA）樹脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并合成了帶有大量氨基基團(tuán)的磷雜菲

5、梯形聚硅氧烷（PN-PSQ）。在這一基礎(chǔ)上，制備了PN-PSQ/BDM/DBA樹脂。從研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，改性樹脂的阻燃性能較純樹脂明顯提高。對(duì)于BDM/DBA樹脂而言，5 wt%PN-PSQ的加入使得基體樹脂的極限氧指數(shù)由26%增大到41%，而其熱釋放速率峰值（PHRR）與總的熱釋放量（THR）只有純樹脂相應(yīng)值的58.5%和60.0%。另外，與純樹脂相比，改性體系具有非常優(yōu)異的熱尺寸穩(wěn)定性。當(dāng) PN-PSQ的加入量在15 wt%時(shí)， P