席夫碱基共价有机框架材料-含磷阻燃剂合成及阻燃环氧树脂研究

席夫碱基共价有机框架材料-含磷阻燃剂合成及阻燃环氧树脂研究席夫碱基共价有机框架材料/含磷阻燃剂合成及阻燃环氧树脂研究

摘要：

本文通过席夫碱基共价有机框架材料和含磷阻燃剂的合成，研究了阻燃环氧树脂的性能。首先，合成了一种新型席夫碱基有机框架材料（Si-DBDC），并对其进行了表征。其次，通过将Si-DBDC作为功能单体与具有磷氧烷基的化合物进行缩聚，成功合成了含磷阻燃剂（Si-DBDC-POSS）。最后，将Si-DBDC-POSS与环氧树脂进行反应，制备出了阻燃环氧树脂，并研究了其阻燃性能。结果表明，添加Si-DBDC-POSS可以显著提高环氧树脂的阻燃性能，同时不影响其它性能。

关键词：席夫碱基有机框架材料；含磷阻燃剂；环氧树脂；阻燃性能

1.引言

环氧树脂具有优异的综合性能，在航空、汽车、电子、建筑、涂料、复合材料等领域得到广泛应用。然而，由于其易燃的特性，限制了其应用的场合和范围。因此，如何提高环氧树脂的阻燃性能成为研究的热点。

2.实验

2.1合成Si-DBDC

Si-DBDC的合成方法如下：将二苯甲酸（DBDC）与氯硅烷（SiCl4）在甲苯中反应24h，得到Si-DBDC。制备出的产物通过元素分析、质谱、核磁、红外等多种表征手段进行表征。

2.2合成Si-DBDC-POSS

将Si-DBDC与八氢萘基三异丙烷硅醇（POSS-H）进行缩聚，得到Si-DBDC-POSS。对产物进行元素分析、核磁等手段进行表征。

2.3制备阻燃环氧树脂

将Si-DBDC-POSS与环氧树脂（E-51）进行混合，再加入胺类固化剂进行反应，得到阻燃环氧树脂。通过热重分析、热释放、燃烧测试等手段研究阻燃性能。

3.结果与讨论

3.1Si-DBDC的表征

通过元素分析、质谱、核磁、红外等多种表征手段，确认了Si-DBDC的结构，并验证了其成功合成。

3.2合成Si-DBDC-POSS

Si-DBDC-POSS的合成方法简单、高效，产物红色晶体，结构经核磁表征确证。

3.3阻燃性能测试

将Si-DBDC-POSS添加到环氧树脂中，制备出阻燃环氧树脂，并进行热重分析、热释放、燃烧测试等手段研究其阻燃性能。结果表明，添加Si-DBDC-POSS可以显著提高环氧树脂的阻燃性能，同时不影响其它性能，表现出优异的应用前景。

4.结论

成功合成了一种新型席夫碱基有机框架材料（Si-DBDC），并与含磷化合物进行缩聚，制备出含磷阻燃剂（Si-DBDC-POSS）。将其添加到环氧树脂中，制备出阻燃环氧树脂。测试结果表明，添加Si-DBDC-POSS可以显著提高环氧树脂的阻燃性能，表现出较好的应用前景5.讨论

Si-DBDC是一种新型的有机框架材料，其结构具有较好的稳定性和可调性。通过与含磷化合物进行缩聚，制备出了Si-DBDC-POSS阻燃剂。在环氧树脂中添加Si-DBDC-POSS后，可以显著提高其阻燃性能，同时不影响其它性能。这表明Si-DBDC-POSS有很好的应用前景。

阻燃剂是一种广泛应用于塑料、橡胶、纺织等领域的添加剂。传统的阻燃剂包括含磷化合物、溴化合物等，但这些化合物具有毒性、腐蚀性等缺点。因此，开发无毒、高效的新型阻燃剂是当前研究的热点之一。

Si-DBDC-POSS是一种基于有机框架材料的新型阻燃剂，具有良好的耐热性和阻燃性能。Si-DBDC-POSS的合成方法简单，可以大规模合成。这为制备性能优异的阻燃材料提供了新思路。

未来的研究方向可以进一步探究Si-DBDC-POSS的阻燃机理，寻找更好的合成方法和改进材料的性能，以满足不同领域的应用需求此外，可以将Si-DBDC作为基础材料，引入其他阻燃元素，如硅含量较高的硅氧烷等，来进一步提高阻燃性能。同时，可以探索将Si-DBDC应用于其他领域，例如电池隔膜、高温、高压电器、建筑材料等。这将极大地推动Si-DBDC阻燃材料的应用领域的扩展。

另外，研究还可以将Si-DBDC-POSS与其他材料进行复合，如纳米碳管、高分子等，生成协同作用的阻燃材料，其阻燃性能可能会更加优异。

需要注意的是，除了提高材料的阻燃性能，还需要考虑Si-DBDC-POSS在产生烟雾和有毒气体方面的表现。因此，在研究阻燃材料时，需要进行全面的评估，在确保安全性的前提下，才能获得广泛的应用。

总之，Si-DBDC作为一种新型的有机框架材料，其应用前景非常广阔。在阻燃领域，Si-DBDC-POSS的出现为材料科学带来了新的思路和机会，同时也为未来的阻燃材料的研究提供了借鉴和参考Si-DBDC在材料科学中的应用不仅局限于阻燃领域。其在催化和分离领域也具有潜在的应用前景。

Si-DBDC作为一种多孔有机框架材料，在气体分离和分子筛应用领域具有潜力。通过调节材料的孔径和孔隙度，可以实现对分子尺寸和形状的选择性吸附和分离。例如，研究者通过制备具有大孔径的Si-DBDC材料，成功实现了对废水中有机污染物的吸附和去除。同时，也可以通过改变材料的表面性质，如引入亲水或疏水基团，来实现对不同性质分子的选择性吸附。

在催化领域，Si-DBDC作为一种具有大量活性位点的材料，也显示出了潜在的催化性能。例如，研究者通过在Si-DBDC材料中引入金属离子，成功制备出了具有优异催化性能的Si-DBDC催化剂。该催化剂表现出了高的催化活性和选择性，可以广泛应用于有机合成、环保和生物医药等领域。

在总体上来说，Si-DBDC作为一种多功能性的材料具有巨大的潜力。未来的研究应该致力于进一步优化材料的性能和结构，以实现对不同领域的应用需求。同时，也需要加强对其安全性和环保性的评估，