環(huán)氧樹脂廣泛應(yīng)用于航天航空和電子電路等領(lǐng)域,然其高可燃性卻是其廣泛應(yīng)用的障礙。追求無傳統(tǒng)阻燃元素(如鹵素、磷、氮和硅)的環(huán)氧樹脂阻燃體系是當(dāng)前研究熱點(diǎn)方向之一。鑒于環(huán)氧樹脂堅(jiān)硬的炭層特征,單獨(dú)引入過渡金屬催化劑很難賦予環(huán)氧樹脂優(yōu)異的垂直燃燒測(cè)試等級(jí),如何朝著優(yōu)化炭層的方向調(diào)控催化劑的定向成炭特性,實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂的高效阻燃性仍然面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
近期,重慶交通大學(xué)李志副教授聯(lián)合馬德里高等材料研究院王德義教授利用二茂鐵優(yōu)異的催化特性,發(fā)展了宏量制備二茂鐵與生物基β-環(huán)糊精主客體阻燃劑(CD@Ferr)的簡(jiǎn)易方法 (圖1(a))。二茂鐵與β-環(huán)糊精內(nèi)腔的弱相互作用抑制二茂鐵的低溫?fù)]發(fā)(約80 oC)有效延遲二茂鐵的揮發(fā)溫度至 150oC 以上,低于環(huán)氧樹脂的固化加工溫度(圖1(b, c))。添加2 wt%的CD@Ferr (鐵載量低至0.008 wt%)到環(huán)氧樹脂中通過 UL-94 V-0 級(jí),氧指數(shù)達(dá)28.3%,煙總產(chǎn)量減少 20.3%(圖1(d))。由于 β-CD 和環(huán)氧樹脂的弱氫鍵相互作用,環(huán)氧樹脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度增加 24 oC (圖1(e)),拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別同步提高了 30.4% 和 85.8%(圖1(f, g))。

圖 2二茂鐵與β-環(huán)糊精主客體阻燃劑(CD@Ferr)的雙相連續(xù)原子級(jí)催化機(jī)理
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723006988
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