贵州民族大学化学工程学院新型阻燃材料研究团队在国际知名期刊上发表论文

摘要:该校化学工程学院新型阻燃材料研究团队在DOPS基阻燃环氧树脂复合材料研究中取得重要进展,相关研究成果以《Increase of bridge length by ingenious grafting of ester chains, imparting epo

近日,记者从贵州民族大学获悉,该校化学工程学院新型阻燃材料研究团队在DOPS基阻燃环氧树脂复合材料研究中取得重要进展,相关研究成果以《Increase of bridge length by ingenious grafting of ester chains, imparting epoxy resins superb thermal, smoke suppression, gas-phase flame retardancy, and mechanical properties》(通过巧妙接枝酯基链增加桥长度,赋予环氧树脂优异的耐热、抑烟、气相阻燃性能和机械性能)为题发表在国际知名期刊Chemical Engineering Journal(2024年第500期)上,贵州民族大学为第一单位,化学工程学院2021级硕士研究生祁钰昭为第一作者,宝冬梅教授和周国永教授为共同通讯作者。

《Chemical Engineering Journal》,中文名《化学工程杂志》,于1996年创刊,是ELSEVIER(爱思唯尔)出版社旗下化学化工领域的SCI收录TOP期刊(中科院一区,IF=13.3),也是着重讨论化学反应、环境化学和材料化学等化学工程的期刊。

研究开发多元素协同阻燃剂是拓宽环氧树脂(EP)的应用范围,提高材料阻燃效率的一种有效途径。该研究团队通过P/N/S协同阻燃机理,研究开发了一类DOPS基P/N/S协同阻燃剂,构建了新型高效阻燃体系。该研究在阻燃剂DST的基础上,通过接枝酯基链增加分子结构的桥长度,衍生出一种新型P/N/S协同阻燃剂DSTA。

研究结果表明,增加柔性酯基链段可使DSTA具有较高的热稳定性和耐热性。添加10 wt%(P: 0.8 wt%, S: 0.8 wt%)的DSTA可将EP的LOI值由24.4%提升至33.6 %,并达到UL-94 V-0级。与DST相比,DSTA对EP具有更好的抑热、抑烟能力,并具有更快的响应速度和更高的火灾增长指数。

从阻燃机理看,一方面,DSTA在高温下热解产生聚磷酸和硫酸等强酸,促进EP脱水形成连续致密的炭层,有效抑制了热量和氧气的传递,阻止了基材的进一步燃烧,从而在凝聚相发挥阻燃作用;另一方面,DSTA中的酯基链在热解初期释放出大量CO2,与其它含氮惰性气体和含磷自由基在气相共同发挥阻燃作用。

此外,DSTA使EP的弯曲、冲击和拉伸强度分别提升了70 %、36 %和10 %。该材料优异的阻燃性能与P/N/S协同阻燃机理有关,而酯基链基团在提升EP综合性能方面发挥了关键作用。

该研究工作得到了国家自然科学基金项目(No. 52463006, 51863004)和贵州省科技计划项目(No. [2024] 048, [2023]051, ZK[2022] 196)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157356

贵州日报天眼新闻记者 陈阳

编辑 王雨

二审 谌贵璇

三审 孙晓蓉

来源:天眼新闻

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