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环氧树脂(EP)是日常生活中常见的实用热固型塑料,其具备良好电传导性、机械性能和高粘度等性能,被广泛用于机械制造、航空航天、风力发电、涂料、灌封材料和复合材料等领域。然而纯环氧树脂在空气中极易燃烧,并伴有大量黑烟和有毒气体释放,严重危害人体健康,限制了其在许多领域中的应用。为了解决这一问题,人们对EP的阻燃化改性进行了研究,其中磷系阻燃剂由于具有环保、无二次危害等特点,成为了环氧树脂阻燃研究的热点。在现代应用中,聚磷酸铵(APP)是一种强效的无机磷阻燃剂,具有磷、氮含量高,分解温度高,成本低等优点。然而,APP应用时存在以下问题:(1)APP应用于阻燃EP时,由于只能作为酸源和部分气源使用,阻燃效率偏低;(2)与聚合物兼容性差,严重损害了聚合物基体的机械性能和加工性能。因此,添加其它协效阻燃从而提高APP的阻燃的效率和加工的性能成为了研究的热点。本文通过合成锌铁双金属层状氢氧化物(Zn-Fe-LDH),以及用硼元素改性的Zn-Fe-B-LDH分别与APP进行复配进而合成阻燃EP复合材料。同时对复合EP材料的阻燃效能、燃烧行为和机械性能进行研究。本论文取得的主要成果如下:(1)以硝酸铁和硝酸锌为原料制备了Zn-Fe-LDH,并通过XRD、SEM以及EDX等一系列材料对其结构进行了表征。然后将Zn-Fe-LDH与APP复配,并将其应用到环氧树脂中,成功制备了复合材料(Zn-Fe-LDH+APP)/EP。通过LOI及UL-94表征复合材料的阻燃效能,测试表明:当Zn-Fe-LDH和APP的添加量为5 wt%时,LOI为28.6%,可通过UL-94 V-1等级。通过锥形量热测试探究了(Zn-Fe-LDH+APP)/EP的燃烧行为,结合测试中热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、烟生成速率(SPR)、总烟生成(TSP)等相关数据,说明(Zn-Fe-LDH+APP)/EP具有良好的阻燃和抑烟性能:相比于5APP/EP,5(Zn-Fe-LDH+APP)/EP的PHRR值下降11.0%,FGR值从9.78 k W/(m2·s)降至8.61 k W/(m2·s),SPR峰值从0.29 m2·s-1降低至0.20 m2·s-1。机械性能测试表明,相比于5APP/EP,5(Zn-Fe-LDH+APP)/EP的拉伸强度和弯曲强度得到了明显的增强。(2)通过硼酸对Zn-Fe-LDH改性,成功制备了Zn-Fe-B-LDH,并将其与APP复配后应用于EP中,制备了(Zn-Fe-B-LDH+APP)/EP。LOI和UL-94测试表明,当Zn-Fe-B-LDH和APP的添加量为5 wt%,LOI为29.6%,UL-94可以通过V-1级。锥形量热结果表明:当Zn-Fe-B-LDH和APP的添加量为5 wt%,5(Zn-Fe-B-LDH+APP)/EP的PHRR和THR分别降至464.5 k W/m2和47.2 MJ/m2。相比于(Zn-Fe-LDH+APP)/EP,(Zn-Fe-B-LDH+APP)/EP具有更好的减热抑烟效率,能更好的保障火灾现场人员的逃离。力学性能结果表明,相比于(Zn-Fe-LDH+APP)/EP,(Zn-Fe-B-LDH+APP)/EP的力学性能未受到影响。