重慶交通大學李志副教授/馬德里高等材料研究院王德義教授團隊 CEJ: 生物基原子級催化賦予環氧樹脂高效阻燃與多功能
2023-03-01 來源:高分子科技
環氧樹脂廣泛應用于航天航空和電子電路等領域,然其高可燃性卻是其廣泛應用的障礙。追求無傳統阻燃元素(如鹵素、磷、氮和硅)的環氧樹脂阻燃體系是當前研究熱點方向之一。鑒于環氧樹脂堅硬的炭層特征,單獨引入過渡金屬催化劑很難賦予環氧樹脂優異的垂直燃燒測試等級,如何朝著優化炭層的方向調控催化劑的定向成炭特性,實現環氧樹脂的高效阻燃性仍然面臨嚴峻挑戰。
近期,重慶交通大學李志副教授聯合馬德里高等材料研究院王德義教授利用二茂鐵優異的催化特性,發展了宏量制備二茂鐵與生物基β-環糊精主客體阻燃劑(CD@Ferr)的簡易方法 (圖1(a))。二茂鐵與β-環糊精內腔的弱相互作用抑制二茂鐵的低溫揮發(約80 oC)有效延遲二茂鐵的揮發溫度至 150oC 以上,低于環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%)到環氧樹脂中通過 UL-94 V-0 級,氧指數達28.3%,煙總產量減少 20.3%(圖1(d))。由于 β-CD 和環氧樹脂的弱氫鍵相互作用,環氧樹脂玻璃化轉變溫度增加 24 oC (圖1(e)),拉伸強度和斷裂伸長率分別同步提高了 30.4% 和 85.8%(圖1(f, g))。

圖 2二茂鐵與β-環糊精主客體阻燃劑(CD@Ferr)的雙相連續原子級催化機理
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723006988
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(責任編輯:xu)
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