高磷硼含量阻燃剂的合成方案设计开题报告

全文总字数：5317字

1. 研究目的与意义（文献综述）

环氧树脂具有优良的粘接性能、较好的耐腐蚀性能、优异的物理机械性能和电绝缘性能，因而被广泛应用于粘接涂料、电子设备、机械制造和交通运输等领域。但其易燃性限制了其广泛应用。因而阻燃环氧树脂开发和利用成为了近年国内外的研究热点^[1]。

目前，在环氧树脂中添加阻燃剂是提高其阻燃性有效的方法^[2]。由于基于卤素的阻燃体系在燃烧过程中产生大量对环境和人类健康有害的有毒烟雾和腐蚀性物质，传统卤素阻燃剂的应用受到限制。因此，无卤阻燃剂的开发和应用引起了广泛的关注。其中，磷阻燃剂由于其高效性，被认为是最有前途的无卤阻燃剂之一^[3-4]。9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（dopo）及其衍生物因其高活性、良好的热稳定性，以及在气相和冷凝相中的显著阻燃效果被广泛用于环氧树脂中。在燃烧过程中，dopo在气相中分解产生含磷自由基起到自由基淬灭作用；在凝聚相中，产生含磷的酸，促进基体碳化。然而，单独使用dopo作为阻燃剂无法满足阻燃环氧树脂在高阻燃要求下的应用^[5-10]。因此，制备含有多功能基团或多组分阻燃元素的协同阻燃体系的趋势越来越明显。许多研究人员发现，将硼元素引入dopo及其衍生物结构中可以起到p-b协同阻燃作用，可显著提高dopo衍生物的阻燃效率^[11-14]。

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：拟定以9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（dopo）与甲醛，硼酸反应合成一种含高磷硼元素的阻燃剂，将阻燃剂按不同含量添加到环氧树脂中，制备阻燃环氧树脂。

拟采用材料表征手段： 拟定采用红外、核磁共振对其分子结构进行表征，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、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：制定高磷硼含量阻燃剂的合成路线，拟定合成配方及分子结构表征方法；

第8－11周：设计阻燃环氧树脂配方，确定环氧树脂/固化剂的种类、试样制备方法及阻燃性能测试分析手段；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]chen r, hu k, tang h, et al. a novel flame retardant derived from dopo and piperazine and its application in epoxy resin: flame retardance, thermal stability and pyrolysis behavior[j]. polymer degradation and stability, 2019, 166: 334-343.

[2]钱立军, 罗云庆, 谷玉胜, 等. dopo及其衍生物的应用综述[c].2005年全国阻燃学术年会论文集, 2005:57-64.

[3]李柳慧. 环氧树脂阻燃潜伏型固化剂的合成及其性能研究[d].广州：华南理工大学, 2012.