吉林大学材料科学与工程学院本科生毕业论文
摘要
在四官能团环氧树脂4,4′-四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(简称TGDDM）的固化体系中加入阻燃剂9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)或六苯氧基环三磷腈（HPCTP），并控制两类阻燃剂的有效阻燃元素P的含量等，高温固化得到两类阻燃环氧树脂，研究并比较两种阻燃剂的阻燃效果。采用了扫描电镜(SEM)对制备的阻燃环氧树脂进行结构分析，发现两种阻燃剂均和环氧树脂具有较好的相容性。采用差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TGA）、锥形量热分析对材料的热性能和阻燃性能进行了研究。DSC分析表明阻燃剂的加入，使环氧树脂的玻璃化转变温度有不同程度的降低；TGA测试发现两种阻燃剂均不会该变环氧树脂的降解机理，随着阻燃剂含量的提高，分解温度下降，高温残炭量提高，而高残炭量有利于阻燃；锥形量热分析研究表明两种阻燃剂都能够赋予环氧树脂优秀的阻燃性能，并且反应型阻燃剂DOPO的阻燃效果更为优越。
关键词 环氧树脂 DOPO HPCTP
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Abstract
Flame retardant 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) or Hexaphenoxycyclotriphosphazene (HPCTP) were added into the curing system of epoxy resin TGDDM with four groups, and control the content of effective flame retardant elements P in the same, then curing them at a high temperature, research and compare the effect of the two kinds of flame retardants by test. Using scanning electron microscopy (SEM) on the epoxy resin to analysis its structure , and found that they both have good compatibility with epoxy resin. Differential scanning calorimeter (DSC), thermal gravimetry analysis (TGA),Cone calorimetry analysis were used to study the properties of epoxy resin. DSC analysis indicated that with the addition of flame retardants the glass transition temperature were decreased in different degree; TGA tests showed that the degradation mechanism were not changed. With the increase of the content of flame retardant, decomposition temperature decreased, but the amount of high temperature residual carbon increased, while this contributes to flame retardation. Cone calorimetry analysis showed that they both can confer epoxy resin excellent flame retardation, and the reactive flame retardant DOPO has better effect.
Keywords epoxy resin DOPO HPCTP
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目录
第一章 绪论 .................................... 1
第1节 引言 ............................... 1
1.1环氧树脂的性能 ...................... 1 1.2环氧树脂的应用 ...................... 3 第2节 环氧树脂简介 ........................ 5
2.1 环氧树脂的分类 ...................... 5 2.2 新型环氧树脂 ........................ 9 第3节 环氧树脂的固化剂和促进剂 ........... 10
3.1环氧树脂的固化剂 ................... 10 3.2 环氧树脂的促进剂 ................... 14 第4节 环氧树脂的阻燃剂 ................... 15 第5节 论文的思路和内容 ................... 19 第二章 阻燃环氧树脂的制备与表征 ............... 21
第1节 实验试剂剂仪器 ..................... 21
1.1 实验试剂 ........................... 21 1.2 实验仪器 ........................... 21 第2节 实验部分 ........................... 22
2.1环氧树脂的配方 ..................... 22 2.2实验过程 ........................... 22 第3节 实验的表征 ......................... 23
3.1扫描电镜测试（SEM）................. 23 3.2差示扫描量热测试（DSC） ............. 23 3.3 热重分析（TGA） .................... 23 3.4锥形量热分析 ....................... 24
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第三章 实验结果与讨论 ......................... 25
第一节 结构表征 ........................... 25
2.1 玻璃化温度分析 ..................... 26 2.2热失重分析 ......................... 27 2.3 锥形量热分析 ....................... 28
第四章 结论 ................................... 31 参考文献 ...................................... 33 致谢 .......................................... 36
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第一章 绪论
第1节 引言
凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂，环氧基团可以位于分子链的末端、中间、或成环状结构[1]。环氧树脂是最为重要也是最为实用的热固性塑料之一。环氧树脂自身分子量很低，仅为350-500左右，性能很差，但是环氧树脂分子中有环氧基团，该官能团具有很高的反应活性，这样可以通过和各种固化剂进行反应，使分子发生交联，明显提高其物化性能,使之成为更实用的材料。环氧树脂应用范围不断推广，在机械、水利交通、化工、汽车、航空航天等方面都有着重要的应用。自1958年，上海树脂厂开始工业化生产以来，一直对我国的国民经济发展起到了积极的作用。
1.1环氧树脂的性能
固化后的环氧树脂具有优秀的综合性能：
1）物理性能优越：固化过程中固化剂和环氧树脂分子发生交联反应，这样固化后得到的环氧树脂材料具有三维立体网状结构，加强了分子的内聚力，同时由于分子排列致密，机械强度高，有很好的力学性能、尺寸稳定性。由于没有能够游离的离子，也不再包含活性基团，因此耐表面漏电、耐电弧，是介电性质良好的一种绝缘材料[2]。固化反应一般都是加成反应，不生成水、气体等一类小分子，即在反应时没有挥发性物质产生；而且环氧树脂分子本身具有仲羟基，再加上环氧基团在固化过
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