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苯并噁嗪(BOZ)树脂是一种新型热固性树脂基体,其固化过程体积接近零收缩,耐热性优良,还拥有与传统酚醛树脂类似的优异阻燃性能。为了将BOZ树脂基复合材料应用在更高阻燃要求的场合,还需对其进行阻燃改性。黄麻纤维具有资源可再生、综合性能良好、价格低廉等优点,其复合材料在汽车内饰、轨道交通、建筑家装等领域有巨大的应用前景,但黄麻纤维易燃,必须对其进行阻燃改性。本文利用聚磷酸铵(APP)和碳纳米管(CNT)对BOZ树脂及其玻璃纤维(GF)复合材料进行了阻燃改性,以及利用水性、无卤磷系阻燃剂对黄麻纤维及其聚酯复合材料进行了阻燃改性,得到了阻燃性能优良的改性体系。 针对阻燃BOZ树脂基复合材料的研究,使用APP、CNT和CNT-NH2阻燃BOZ树脂基体,并制备出阻燃型APP/GF/BOZ复合材料。利用垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、锥形量热测试分析阻燃效果,结合热分析、微观形貌分析研究了阻燃机理。结果表明,随着APP含量的增大,改性树脂的LOI逐渐提高,3wt%的APP可使BOZ树脂的LOI由原始的31.5%提高到34.5%。10 wt%APP/GF/BOZ复合材料的LOI由GF/BOZ的51.0%增大为57.7%。实验中CNT和CNT-NH2的加入会使树脂体系LOI略有下降,但锥形量热的热释放速率峰值降低,点燃时间延长。APP热分解释放出不燃气体的稀释作用和聚磷酸的强脱水作用促进成炭,起到阻燃效果。CNT互相缠绕的网络结构在燃烧时起到屏障作用,使炭层紧密,阻碍气体和热量的传播。但CNT-NH2因氨基破坏了CNT的结构,使阻燃效果受到影响。 针对阻燃黄麻/聚酯复合材料的研究,使用DAG-50和DAG-80两种水性、磷系阻燃剂处理黄麻纤维,通过燃烧测试、SEM等研究黄麻的阻燃性并分析阻燃机理,进一步制备出阻燃黄麻/聚酯复合材料,研究了不同工艺条件、阻燃液配方对复合材料阻燃性的影响。结果表明,采用DAG-50与DAG-80复配阻燃剂能使阻燃剂较均匀地粘附在黄麻纤维表面,避免了单独使用DAG-50阻燃剂时析出阻燃剂颗粒,且复配阻燃液接近中性,燃烧时促进纤维成炭并形成隔离层阻燃。黄麻/聚酯复合材料的LOI随着复配阻燃剂浸泡时间的延长、总浓度的提高及DAG-80相对含量的增大而提高。黄麻/聚酯复合材料经45wt%复配阻燃剂(DAG-50∶DAG-80=4∶3)处理后阻燃剂不易析出, LOI达到32%。