2实验部分
2.1原料
E-42环氧树脂，上海轻化公司；溴化聚苯乙烯，自制；三氧化二锑，湖南益阳锑品厂；磷酸三甲苯酯，上海试剂三厂。
2.2制样
按m(E-42)：m(甲基四氢苯酐)=100：80配样，同时加入固化促进剂二甲基咪唑，在120℃混合后加人阻燃剂固化2 h，冷却至室温。
2.3氧指数测定(LOI)
按GB/T 2406-1993法测定样品的LOI值，在HC-2型氧指数仪(南京江宁分析仪器厂)上测定。
2.4热重分析(TGA)
将测试的固化样品粉碎，在Perkin Elmer热析仪上以升温速度20℃/min测定(氮气氛中)。
2.5热变形温度测定
以中山大学教科仪器厂生产的J-1型高聚物形变-温度测定仪测定热变形温度。
3结果与讨论
3.1溴化聚苯乙烯(BPS)用量对环氧树脂酸酐固化物氧指数(LOI)的影响
为了研究溴化聚苯乙烯对环氧树脂酸酐固化物阻燃性能的影响，测定了不同用量BPS，BPS与三氧化二锑(Sb2O3)，BPS与磷酸三甲苯酯(TCP)配合体系阻燃的环氧树脂酸酐固化物的氧指数。结果如表1所示。从表1可以看出，随着BPS用量的增加，LOI值增加，但是增加幅度并不大。这说明仅用BPS阻燃效果并不理想，而用量太大时生烟量也很大。
表1 阻燃剂用量对环氧树脂酸酐固化物LOI的影响 ω(阻燃剂)/% 0 10 15 20 25 30
BPS 19.5 21.3 21.6 22.8 23.0 23.4
BPS+Sb2O3 19.5 22.6 24.0 27.5 28.3 28.4
BPS+TCP 19.5 27.5 31.5 31.5 32.6 31.5
大量研究表明BPS与Sb2O3配用时，由于Sb2O3，可以与溴化聚苯乙烯产生卤锑协同效应，其阻燃效果比单用溴化聚苯乙烯好得多，尤其当卤锑质量比为3：1时效果更佳[2]。本实验采用BPS与Sb2O3配合时卤锑质量比均为3：1。从表1中可以看出BPS质量分数达到20％后LOI无大变化。
BPS与TCP配合使用时，由于发生卤磷协同效应，明显提高LOI值，且相同用量时效果优于BPS与Sb2O3配用。
3.2阻燃剂对环氧树脂酸酐固化物热分解行为的影响
为了进一步了解BPS对环氧树脂酸酐固化物的阻燃作用，对其进行了热重分析。加阻燃剂的环氧树脂酸酐固化物，以其作为对照样，160℃以下主要为水分等残留小分子的挥发及部分阻燃剂的热分解；350℃以上对照样只有一个失重区，是环氧树脂酸酐固化物的热分解；而加有阻燃剂的试样有2个失重区，第1失重区250-350℃，主要为阻燃剂失溴，第2失重区在350℃以上是环氧树脂酸酐固化物的分解。
当只用BPS时(2，3号样)，第1失重区为200～350℃，当BPS与Sb2O3配合使用时(4，5号样)，第1失重区为150-330℃，当BPS与TCP配合使用时(6，7号样)，第1失重区为170-350℃。从第l失重区温度区间的变化可以看出，BPS与Sb2O3或TCP配合时，阻燃剂的分解温度降低较多，即在环氧树脂酸酐固化物分解以前就大量分解，这对充分发挥气相阻燃是有利的。
从600℃后的残留量分析，加入阻燃剂的残留量均大于对照样。这也说明阻燃剂同时发挥了凝聚相阻燃作用。比较4号样和5号样及6号样和7号样，阻燃剂用量增加时，残留量降低，这是因为阻燃剂比例增加，即较低温度下易于分解的物质质量分数增加的原因。
加入阻燃剂后，环氧树脂酸酐固化物的热分解温度有所降低，但是降低幅度不大。
3.3阻燃剂对环氧树脂固化物热变形温度的影响
热变形温度测定表明，其热变形温度因阻燃剂的加入而降低。同时加入BPS与加入BPS和Sb2O3体系的热变形温度大致相同，而BPS与TCP体系热变形温度降低较多，可能是因为TCP起到了对环氧树脂固化物的增塑作用。表2为阻燃剂用量与热变形温度关系图。
表2 阻燃剂用量对环氧树脂酸酐固化物热变形温度的影响 ω(阻燃剂)/% 0 10 15 20 25 30
BPS 110 108 108 109 108 100
BPS+Sb2O3 110 99 101 100 102 104
BPS+TCP 110 80 79 79 78 76

4结论
溴化聚苯乙烯能较好地阻燃环氧树脂固化物，且与三氧化二锑和磷酸三苯酯配合使用时因卤锑及卤磷协同效应阻燃性能更好。BPS阻燃化的环氧树脂固化物其热变形温度降低，但降低幅度不大。
参考文献：
[1]Ying-lin Liu，Ging-ho Hsiue，Yie-shun chiu．Journal of Polymer Science，1997，29，565-574．
[2]欧育湘．实用阻燃技术[M]．北京：化学工业出版社．
[3]肖卫东．何培新，黄年华．含磷阻燃剂对环氧树脂固化物的阻燃性研究[J]．湖北大学学报(自然科学版)，1999(1)：47-50．
(湖北大学化学与材料科学学院 程新建、曹杰、于莉、肖卫 430062)