環(huán)氧樹脂是一類帶有2個(gè)或2個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的高分子聚合物。在環(huán)氧樹脂中，環(huán)氧基團(tuán)可以位于高分子聚合物的任何位置如分子鏈的末端、中間或者呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂是一類力學(xué)性能好、耐腐蝕性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、電絕緣性好、易于加工、粘結(jié)性能好和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)高分子材料。所以環(huán)氧樹脂在建筑、機(jī)械、電子電氣和航空航天等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。
    然而，環(huán)氧樹脂的氧指數(shù)僅為19.8，屬于極易燃材料，在火災(zāi)事故中環(huán)氧樹脂往往是復(fù)合材料中最易燃燒的部分，而且失火后持續(xù)燃燒且發(fā)煙量巨大。因此，易燃性已成為制約其進(jìn)一步推廣應(yīng)用的障礙，因此對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行阻燃改性一直是近年來研究的熱點(diǎn)。本文將對(duì)環(huán)氧樹脂的阻燃機(jī)理進(jìn)行簡單介紹。
    一、阻燃環(huán)氧樹脂簡介
    環(huán)氧樹脂固化物的阻燃方法主要有反應(yīng)型和添加型兩種，前者成本低廉，簡單易行，后者則對(duì)環(huán)氧樹脂制品的影響較小，阻燃效果也較好。添加型阻燃技術(shù)是將具有阻燃效應(yīng)的物質(zhì) (即阻燃劑)直接與環(huán)氧樹脂共混，以提升環(huán)氧樹脂阻燃性能的方法。反應(yīng)型阻燃方法是指將阻燃元素結(jié)合到環(huán)氧樹脂的大分子鏈中，并成為高聚物分子鏈上的一個(gè)鏈節(jié)，顯示高阻燃性同時(shí)不存在析出現(xiàn)象。在具備持久阻燃效果的同時(shí)，仍保持樹脂原有的熱學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能等，這樣不會(huì)影響環(huán)氧樹脂后續(xù)的加工以及在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。
    二、添加型阻燃環(huán)氧樹脂
    添加型阻燃劑通常在轉(zhuǎn)變過程中加入，在這個(gè)階段并不與聚合物反應(yīng)，只在較高的溫度下，在火焰開始時(shí)反應(yīng)；它們通常是包含大分子的礦物質(zhì)的添加物，雜化物或有機(jī)化合物。添加型阻燃劑包含：礦物型阻燃劑（氫氧化鋁 (ATH)、氫氧化鎂 (MH)、改性材料水滑石和氧化物等）；鹵系阻燃劑（氯系阻燃劑和溴系阻燃劑）；磷系阻燃劑（無機(jī)磷系阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑）；硅系阻燃劑（無機(jī)硅系阻燃劑和有機(jī)硅系阻燃劑）。
    我國市場鹵系及磷系阻燃劑仍是主流阻燃劑。無機(jī)等環(huán)保型阻燃劑雖然在研發(fā)過程中取得長足的進(jìn)步但在市場應(yīng)用上占有的比例非常小。但伴隨環(huán)保政策的制定與出臺(tái)，我國阻燃劑的發(fā)展逐步邁向無毒、環(huán)保、高效。所以目前國內(nèi)科研工作者基于我國的實(shí)際現(xiàn)狀正致力于研究開發(fā)一些無毒環(huán)保型的鹵系阻燃劑以滿足市場需求，這樣不僅可以發(fā)揮傳統(tǒng)鹵系阻燃劑的優(yōu)勢，還可以減小鹵系阻燃劑的危害。不僅如此，我國科研人員也在致力于新型無機(jī)阻燃劑的研發(fā)，努力克服無機(jī)阻燃劑效率低下、添加量大，以及對(duì)環(huán)氧樹脂等有機(jī)高分子的物理機(jī)械性能損傷大的缺陷。我們阻燃劑市場巨大，如若研究開發(fā)出新型、高效、環(huán)保的阻燃劑必有良好的前景，也有利于提高我國在國際阻燃劑市場上的競爭力。

    1）含鹵阻燃環(huán)氧樹脂

    阻燃性環(huán)氧樹脂是采用含有阻燃元素的單體合成而成的。鹵素元素氟、氯、溴、碘都具有阻燃性。其化合物穩(wěn)定性的順序?yàn)镕＞Cl＞Br＞I。碘化物的穩(wěn)定性最差，遇熱極易分解，因此實(shí)用性不高。氟化物的親和力最大，難以分解出具有阻燃作用的氟化氫，且裂解出的低分子氟化物毒性很大，所以其實(shí)用性也受到了限制。氯和溴不僅阻燃效果好，而且原料來源廣泛、易得、價(jià)格較低，所以應(yīng)用最廣。目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)的阻燃性環(huán)氧樹脂主要是含鹵阻燃環(huán)氧樹脂，最主要的，應(yīng)用最廣的是含溴阻燃環(huán)氧樹脂。
    2）含磷結(jié)構(gòu)阻燃環(huán)氧樹脂
    磷系化合物是阻燃材料中十分重要的一類，在環(huán)氧體系中引入少量的磷元素，便能達(dá)到很好的阻燃效果。例如環(huán)氧體系中磷含量僅為是2%，即可達(dá)到UL-94-V0，阻燃等級(jí)，而鹵素的含量通常需要9~23%才能達(dá)到同等阻燃效果。而且含磷阻燃劑及阻燃環(huán)氧樹脂相對(duì)含鹵環(huán)氧樹脂，對(duì)環(huán)境更為友好，因此學(xué)術(shù)界和工業(yè)界在這一領(lǐng)域的研究近年來十分活躍。

    含磷阻燃環(huán)氧樹脂固化物通常具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性，且殘?zhí)悸屎脱踔笖?shù)都隨磷含量的增加而提高。更為重要的是避免了溴化環(huán)氧樹脂在使用及回收過程中對(duì)環(huán)境造成的污染，使阻燃環(huán)氧樹脂研究向高效率、低發(fā)煙、低毒性的方向發(fā)展。

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