一种新型生物基膨胀型阻燃剂的制备方案设计开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

环氧树脂(ep)是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别以外，它们的相对分子质量都不是很高。由于环氧树脂的分子链中含有可位于分子链末端、中间或成环状结构的活泼环氧基团，使其能与多种类型的固 化剂发生交联反应形成稳定的具有三向网状结构的高聚物。由于其优异的性能，被广泛应用于电子层合板、粘合剂和涂料中^[1]。然而传统ep的极限氧指数(loi)仅仅为19.8左右，为易燃物质，其易燃性在电气电子、航空航天、公共交通等领域的应用带来了一定的安全隐患^[9-10]，所以提高环氧树脂的阻燃性能是十分必要的。

传统上，许多卤素化合物被用作环氧树脂的阻燃剂^[4]。虽然它们具有优异的阻燃性能，但在燃烧过程中会释放出一些腐蚀性、有毒气体和烟雾，对人体健康和自然生态系统造成危害^[3]。更重要的是，这些化合物很容易从聚合物基质迁移到环境中。它们可能倾向于生物累积，并对人类健康构成威胁。它们已经在环境、野生动物和人体中被发现。由于其在环境中的广泛分布和对人体健康的负面影响，开发绿色阻燃剂，如磷、氮、硅、层状双氢氧化物（ldh）和二茂铁化合物正受到越来越多的关注。

膨胀型阻燃剂(ifr)是近年来阻燃领域广为关注的一类新型复合阻燃剂^[2]，多用于阻燃聚丙烯(pp)、聚氨酯(pu)及 abs 等，具有高效、低烟、低毒、添加量少、无熔滴等优点，是阻燃剂无卤化的重要途径之一^[2]。膨胀阻燃系统一般包括三部分，即碳源(常为多羟基化合物，如季戊四醇 per)、酸源(如聚磷酸铵 app)及气源(如三聚氰胺 mel)^[17]。膨胀型阻燃剂以凝聚相阻燃机理发挥阻燃作用为主，燃烧可在早期被终止，原因是膨胀型阻燃系统在高热作用下能在被阻燃材料表面形成很厚的均匀膨胀炭层^[8]。此炭层在凝聚相能起到隔热、隔氧、阻止可燃气体进入气相和防止熔滴的作用，对长时间或重复暴露在火焰中的高聚物具有很好的保护性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备方案设计：采用三聚氯氰为核，生物基肉桂醇为支，并通过9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（dopo）将磷元素引入其中，合成一种新型生物基阻燃剂并用于环氧树脂，来提高其阻燃性能。

表征手段：采用红外、核磁共振对新型阻燃剂分子结构进行表征。制备阻燃环氧树脂，采用dsc/dma、极限氧指数等测试技术对阻燃环氧树脂固化过程、耐热性能及阻燃性能进行测试。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：制定生物基膨胀型阻燃剂的合成路线，拟定合成配方及分子结构表征方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] wang y， zhao j， yuan y， et al. synthesisof maleimido-substituted aromatic s-triazine and its application inflame-retarded epoxy resins [j]. polymer degradation and stability， 2014， 99: 27-34.

[2] tang w， qian l， chen y， et al.intumescent flame retardant behavior of charring agents with differentaggregation of piperazine/triazine groups in polypropylene [j]. polymerdegradation and stability， 2019， 169: 108982.

[3] hhne c c， posern c， bhme u， et al.dithiocyanurates and thiocyamelurates: thermal thiyl radical generators asflame retardants in polypropylene [j]. polymer degradation and stability， 2019， 166: 17-30.