阻燃剂THPPA的合成及与埃洛石复配在环氧树脂中的应用

摘要

通过2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与三羟甲基氧化膦(THPO)的酯化反应合成了含磷阻燃剂THPPA。用红外光谱、核磁共振确定了THPPA的结构和组成,并将埃洛石纳米管(HNTs)与THPPA复配用于环氧树脂阻燃改性。热重分析表明,HNTs与THPPA复配可以提高复合材料的热稳定性,降低分解速率并促进成炭。锥形量热测试显示,THPPA与HNTs复配使复合材料的热释放速率和总放热量分别降低了63.6%和56.8%,同时,复合材料的氧指数和垂直燃烧等级均有所提高。扫描电镜显示,HNTs与THPPA在凝聚相发挥协效作用,有助于环氧树脂燃烧后形成更致密的炭层。TGA-IR分析发现,分解产物中有P=O存在,表明有气相阻燃作用。力学性能测试表明,当THPPA和HNTs的添加量分别为8%和6%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度与空白环氧树脂相比分别提高了4.0%和4.5%,冲击断面显示出韧性断裂的特征。