《表1 固化物的组成及其极限氧指数和垂直燃烧测试结果》

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《木质素与含磷阻燃剂对环氧树脂固化物阻燃性能的影响》

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将EP、PA、DPPOSA和木质素按照不同质量比混合制备环氧固化物，固化物的组成及其极限氧指数和垂直燃烧测试结果见表1。从表1可以看出，完全使用PA固化的固化物P-1的LOI值为23.6%，燃烧过程迅速，不能通过垂直燃烧测试。当改变固化剂组成，使用木质素替代部分PA后，从P-1至P-4样品中可以观察到，随着木质素用量的增加，LOI值出现小幅上升，P-4的LOI值达到25.4%，但仍无法通过垂直燃烧测试，说明木质素大分子结构的引入对提高环氧固化物的阻燃性能起到了一定的作用。固化物P-5所使用的固化剂是实验室合成的含磷阻燃剂DPPOSA和PA，其LOI值为31.0%，与完全用PA固化的固化物P-1相比较有了明显的提升，但垂直燃烧测试仅能通过UL-94的V-1级，说明DPPOSA的加入使环氧固化物的阻燃性能有了明显的改善。当向固化物P-5中添加木质素（0.5%、1.0%和1.5%）替代部分PA时，固化物的阻燃性能出现明显提升，可以看出P-6、P-7和P-8极限氧指数均有所提高，分别增至为31.6%、32.1%和32.6%。从P-9和P-12也可以看出，当木质素添加量由0增加到1.5%时，LOI值从33.2%上升到34.6%，且全部通过UL-94的V-0的评级。这是因为木质素结构中的酚羟基、醇羟基使环氧树脂开环固化，其自身复杂、大分子的芳环结构增加了环氧树脂的刚性和热稳定性，并与磷元素协同发挥阻燃作用，使环氧固化物的阻燃性能得到了明显的改善。