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环氧树脂(EP)因其具有粘结性能高、电绝缘性好和耐化学腐蚀等特点被普遍应用在电子电气领域。随着电子电气工业的迅速发展,对环氧树脂封装材料的阻燃性能提出了更高的要求,传统的含卤阻燃环氧树脂已经不适应现在电子电气的要求。所以,无卤阻燃环氧树脂的开发和应用已成为一个重要的研究方向,磷氮阻燃环氧树脂具有阻燃效率高、无毒和抑烟等特点,符合了电子电气工业的发展方向。本文从分子设计角度出发,设计将磷氮两种元素引入环氧树脂,首先将对羟基苯甲醛与二乙烯三胺的缩合反应合成一种亚胺(PDA),再将PDA与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)发生加成反应生成一种反应型磷氮阻燃剂(PDA-DOPO),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)对其结构进行表征。本文将PDA-DOPO作为环氧树脂的固化剂,制备不同磷含量阻燃环氧树脂。采用FTIR对其固化过程进行表征,利用动态热机械分析(DMTA)、热失重分析(TGA)、垂直燃烧和锥形量热分析方法研究环氧固化物的耐热性能和阻燃性能。研究结果表明,环氧固化物具有良好的耐热性能和阻燃性能。当磷含量达到1.00wt.%时,阻燃达到UL-94的V-0级；极限氧指数(LOI)达到29;初始分解温度(T5%)达到335℃；玻璃化转变温度(Tg)为163℃；600℃下残炭量为21.6%;锥形量热测试结果表明,随着阻燃剂的加入量的增加,热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率和总烟释放量逐渐降低,残炭量却逐渐增加。采用TGA研究了含磷量为1.00wt.%的环氧固化物体系[(P-1.00)/DDS/DGEBA]的热分解机制。利用Kissinger法、Ozawa法法Flynn-Wall-Ozawa、和Frieman法计算(P-1.00)/DDS/DGEBA体系的热分解动力学参数,求得其活化能分别为Ea=201.7kJ·mol-1,Ea=212.7 kJ·mol-1,Ea=223.5 kJ-mol-1和Ea=232.7 kJ-mol-1通过Coats-Redfern法和Master curves法分析得知, (P-1.00)/DDS/DGEBA体系的热分解遵循成核和增长控制机理,属于随机成核和随后生长控制的热降解反应。选用纳米二氧化硅和硼酸锌作为含磷氮阻燃环氧树脂的抑烟剂,分别考察抑烟剂添加量对其固化物阻燃性能的影响。研究表明,当纳米二氧化硅添加量达到3%时,环氧复合材料上表现出优异的阻燃性能。当硼酸锌添加量达到8%时,生烟总量降低了31.93%。结论是,硼酸锌和含磷氮阻燃剂之间有很好的协效阻燃作用。