磷硅协同环氧阻燃材料研究开题报告

1. 研究目的与意义

阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生，保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。

阻燃剂分为物理混合的添加型阻燃剂和化学键合的反应型阻燃剂两类。对阻燃剂物性的基本要求是：①与塑料及合成纤维的相容性好;②不改变原有物质固有的优良性能;③用量小、效果大;④加工温度下不分解;⑤毒性小，燃烧时不产生毒性气体;⑥成本低廉。

环氧树脂具有优良的机械和电气性能，被广泛应用于材料粘接以及电子电气领域，但环氧树脂的易燃性及离火后的持续自燃烧，使其应用受到了极大的限制。为此，国内外广泛开展了环氧树脂的阻燃改性研究。9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（dopo）是一类结构新颖的反应型阻燃剂，它能提高高分子的阻燃性、热稳定性和有机溶解性。但是因为dopo含磷量较低，要达到高阻燃性需要较大添加量，这会影响生产的工艺性。本课题设计制备有机硅与dopo反应，来制备反应性含磷含硅阻燃剂，希冀通过磷硅的协同作用提高阻燃性能，争取获得流动性好、跟环氧树脂互溶度高、阻燃性能优异的反应性阻燃剂。

2. 研究内容和预期目标

制备磷硅协同环氧阻燃材料，测定其阻燃性能。具体内容如下：

(1) 以甲基三甲氧基硅烷和环氧甲醇（缩水甘油）为反应物，以钛酸酯为催化剂，在加热和搅拌的条件下，在硅烷中引入环氧基，得到中间体甲基三环氧基甲氧基硅烷；

(2) 将中间体甲基三环氧基甲氧基硅烷再与dopo在加热和搅拌的条件反应，制得磷硅协同环氧阻燃材料；

3. 研究的方法与步骤

本实验采用的是在加热和搅拌的条件下合成目标产物，使用的方法和步骤如下：

(1) 称取0.1mol的甲基三甲氧基硅烷（13.62g）和0.3mol的环氧甲醇（22.22g）放于烧瓶中，并加入0.5g催化剂；

(2) 搭好实验装置，本实验采用水浴加热，控制温度在70℃左右，每隔15分钟纪录一下水浴锅里的温度和烧瓶里的温度。

4. 参考文献

[1] wei, wei; cui, yuqing; li, xiaojie. reactive particles fromin situ silane-polycondensation-induced self-assembly ofpoly(styrene-alt-maleic anhydride) as toughener for epoxy resins [j]. journalof applied polymer science,136(21):1024-1978 .

[2] w.j. wanga,b, l.h. perng,g.h. hsiue, f.c. chang . characterization and properties ofnew silicone-containing epoxy resin [j].polymer2000,41(16):6113-6122.

[3] chen, ting; hong, jing; peng, chaohua, et al. superhydrophobic and flame retardant cotton modified withdopo and fluorine-silicon-containing crosslinked polymer [j].carbohydrate polymers ,208:14-21.

5. 计划与进度安排

(1)第1-2周（2022年2月25日－2022年3月8日）查阅文献资料。

(2)第3周（2022年3月11日－2022年3月15日）文献分析，写出开题报告。

(3)第4-5周（2022年3月18日－2022年3月29日）实验准备和探索实验。