近日，贵州民族大学化学工程学院新型阻燃材料研究团队在DOPS基阻燃环氧树脂复合材料研究中取得重要进展，相关研究成果以《Increase of bridge length by ingenious grafting of ester chains, imparting epoxy resins superb thermal, smoke suppression, gas-phase flame retardancy, and mechanical properties》（通过巧妙接枝酯基链增加桥长度，赋予环氧树脂优异的耐热、抑烟、气相阻燃性能和机械性能）为题发表在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（2024年第500期）上，贵州民族大学为第一单位，化学工程学院2021级硕士研究生祁钰昭为第一作者，宝冬梅教授和周国永教授为共同通讯作者。
《Chemical Engineering Journal》，中文名《化学工程杂志》，于1996年创刊，是ELSEVIER（爱思唯尔）出版社旗下化学化工领域的SCI收录TOP期刊（中科院一区，IF=13.3），也是着重讨论化学反应、环境化学和材料化学等化学工程的期刊。
研究开发多元素协同阻燃剂是拓宽环氧树脂（EP）的应用范围，提高材料阻燃效率的一种有效途径。本研究团队通过P/N/S协同阻燃机理，研究开发了一类DOPS基P/N/S协同阻燃剂，构建了新型高效阻燃体系。本研究在阻燃剂DST的基础上，通过接枝酯基链增加分子结构的桥长度，衍生出一种新型P/N/S协同阻燃剂DSTA。研究结果表明，增加柔性酯基链段可使DSTA具有较高的热稳定性和耐热性。添加10wt%（P:0.8 wt%,S:0.8wt%）的DSTA可将EP的LOI值由24.4%提升至33.6 %，并达到UL-94 V-0级。与DST相比，DSTA对EP具有更好的抑热、抑烟能力，并具有更快的响应速度和更高的火灾增长指数。从阻燃机理看，一方面，DSTA在高温下热解产生聚磷酸和硫酸等强酸，促进EP脱水形成连续致密的炭层，有效抑制了热量和氧气的传递，阻止了基材的进一步燃烧，从而在凝聚相发挥阻燃作用；另一方面，DSTA中的酯基链在热解初期释放出大量CO2，与其它含氮惰性气体和含磷自由基在气相共同发挥阻燃作用。此外，DSTA使EP的弯曲、冲击和拉伸强度分别提升了70%、36%和10%。该材料优异的阻燃性能与P/N/S协同阻燃机理有关，而酯基链基团在提升EP综合性能方面发挥了关键作用。
该研究工作得到了国家自然科学基金项目(No.52463006,51863004)和贵州省科技计划项目(No. [2024] 048, [2023]051, ZK[2022] 196)的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157356
供稿：化工学院
一审：潘小露
二审：何春
三审：聂登攀 邹璿
