环氧树脂（EP）因具有良好的化学稳定性、耐热性和电绝缘性等性能而被广泛应用于建筑、航空航天和电子材料等领域。然而，其固有的脆性与易燃性严重限制了其更广泛的应用。为了克服这些限制，江南大学李小杰教授团队以9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲（DOPO）、衣康酸酐和哌嗪为原料，制备了含磷/氮的A2单体（DOPO-ITA-PI）。随后将此单体与异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC, B3单体）聚合生成超支化环氧树脂（HPITT），合成路线如图1所示。HPITT中磷杂菲、哌嗪和异氰脲酸酯基团的结合赋予了环氧树脂优异的阻燃性能，超支化结构和柔性链段增强了环氧树脂的韧性。该工作以“Facile synthesis of hyperbranched epoxy resin for combined flame retarding and toughening modification of epoxy thermosets”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。江南大学唐勇博士为论文的第一作者，江南大学刘晓亚教授和李小杰教授为论文通讯作者。
【机械性能】
图3. EP、EP/HPITA和EP/HPITT固化物的HRR (a)、TSP (b)、THR (c)和SPR (d)曲线。
【阻燃机理】
EP/HPITT热固性树脂在燃烧过程中可能的阻燃机理如图4所示。在气相中，热解EP/HPITT热固性树脂产生的含磷自由基（PO·、PO2·和HPO2·）捕获H·和HO·自由基，终止链式反应，从而抑制燃烧过程。同时，哌嗪链段分解生成的含氮产物也有助于稀释可燃性气体和传递热量。在凝聚相中，EP/HPITT热固性树脂在燃烧过程中生成磷酸催化环氧热固性树脂脱水和成炭，促进致密炭层的形成，有效阻碍了烟雾的形成和热交换。异氰脲酸酯链段也参与成炭过程，形成致密炭层，磷杂菲链段与哌嗪和异氰脲酸酯链段的协同阻燃作用增强了环氧热固性树脂的阻燃性能。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148992
作者|娄生辉
校审|刘杰
声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请留言指正！
