本科生毕业论文（设计）文献综述题目：MERGEFIELD\题目无卤阻燃环氧基复合材料的制备及结构与性能研究姓名与学号：MERGEFIELD\姓名3071102117周鑫指导教师：MERGEFIELD\指导教师张兴宏年级与专业：MERGEFIELD\年级和专业2007高分子材料与工程所在学院：MERGEFIELD\学院高分子科学与工程学系研究开发无卤素阻燃环氧树脂的背景世界上每年都会发生大量的火灾事故，对人类的健康和财产造成了不可估计的损失，而据统计近几十年来各国所发生的火灾，相当大一部分是由于高分子材料被引燃所引起的[1]。一般通用环氧树脂的极限氧指数仅为19.8，属于易燃材料，因此，我们需要对其进行阻燃处理，目前广泛应用于制造PCB的含溴阻燃型环氧树脂。进入21世纪，对阻燃产品的要求越来越严格，阻燃的标准和法规也越来越丰富和完善。人们对阻燃剂高效、低毒、少烟的追求，使得如何实现环氧树脂的阻燃“绿色”化成为人们普遍关注的一个问题。因此，如何在环保要求的范围内改善环氧树脂的阻燃性能，使之能更好地满足日益广泛的应用要求已引起国内外研究者的广泛关注[2]。环氧树脂具有优良的物理机械性能、耐药品性能、电绝缘性和粘结性能等优点，被广泛地应用到工业和生活的各个领域。但是环氧树脂本身的易燃性，使得环氧高聚物材料的阻燃化处理至关重要。以环氧树脂作为粘结材料的电子印刷线路板PCB的基本材料——环氧树脂覆铜板CCL，因其优异的性能日益成为CCL产业的主导产品。环氧树脂覆铜板传统的阻燃方法以卤化处理为主，但是卤化环氧树脂材料在火灾和焚烧处理中释放出有毒甚至致癌的物质，对人类健康和环境有着很大的危害。随着人们对环保的日益重视，以环保的阻燃方法替代卤化阻燃是一个急待解决的课题。近些年来，磷、氮、硼、硅系阻燃环氧树脂的研究取得了一定的进展，然而在无卤环氧树脂和覆铜板的阻燃技术、阻燃环氧产品品种等方面，国内与国外先进工业国家仍存在着相当大的差距。文献报道的无卤阻燃覆铜板产品都存在成本过高、实现工业化生产的无卤阻燃环氧树脂品种极少的缺点。虽然添加型的阻燃剂（如磷、氮类）具有优异的阻燃性能，但是经它们阻燃的环氧树脂固化物的综合性能特别是力学性能降低较多。针对上述问题，本课题从低成本、高综合性能的思路出发，采用反应型的阻燃方法将阻燃元素磷和氮引入到环氧树脂体系中去，制造新的本质阻燃体系。并在此基础上合成一系列新的含磷环氧树脂和含氮固化剂，制备一系列无卤阻燃环氧树脂覆铜板，同时重点考察和研究P、N阻燃元素的引入对覆铜板阻燃性能和其他性能的影响，以及氮的不同引入方式和引入量对覆铜板阻燃性能和其他性能的影响，并考察磷氮体系的阻燃协同效应。环氧树脂的阻燃机理[2]材料的阻燃主要通过以下的几种途径来实现：①气相阻燃机理，即抑制在燃烧反应中起到链增长作用的自由基而发挥阻燃作用；②凝聚相阻燃机理，即在固相中阻止聚合物的热分解并且阻止聚合物释放出可燃气体；③中断热交换机理，即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上，使聚合物不再分解。燃烧和阻燃都是很复杂的过程，实际上某种阻燃体系的阻燃实现往往是几种机理同时在起作用。20世纪70年代以前，环氧树脂阻燃理论的研究常是根据推测进行的，所以发展缓慢。而近10年来，随着先进的科学仪器、技术在研究中的采用，对环氧树脂阻燃机理的研究也逐步深化和系统化[3]。环氧树脂阻燃机理主要有气相机理和凝聚相（包括液相和固相）机理。气相机理包括阻燃剂分解产生自由基捕获剂（X·、HX等）捕获燃烧反应活性中间体（H•、HO•等），产生惰性气体（N2、CO2、H2O等）移热隔氧，从而抑制燃烧反应的正常进行。非膨胀型气相机理又分为物理过程和化学过程。如氢氧化物的分解就属于物理过程，它的机理大致如下：2Al（OH）3→Al2O3＋3H2OMg(OH)2→MgO＋H2O而卤素阻燃则属于化学过程，它的机理大致如下：热裂解:RH→R＋HH＋O2→OH＋OO＋H2→OH＋H主要的放热反应：OH＋CO→CO2＋HMX→M＋XMX→HX＋MRH＋X→HX＋M主要的阻燃反应：H＋HX→H2+ROH＋HX→H2O＋X凝聚相机理包括阻燃剂固相分解产生的一些物质使材料炭化，抑制材料热解成可燃性气体；生成的固熔体覆盖在燃烧物表面以隔绝氧，从而熄灭火焰。其典型代表为磷系阻燃。磷系阻燃机理分为三类：一是磷具有强脱水性，磷系阻燃剂高温燃烧时生成的磷酸或聚磷酸，容易在燃烧物表面形成致密的炭化层和粘度很高的熔融玻璃质，把基质与热和氧隔绝开来。二是捕获游离基。在燃烧中分解生成PO·或者HPO·等游离基，在气相状态下捕捉活性H·游离基或OH·游离基。三是促进燃烧物表面形成多孔质的