环氧树脂因具备多种优势已被广泛应用于各种领域,但其和大多数高分子材料一样具有易燃性,这从很大程度上限制了其在电子电气等行业的应用。目前,使用含卤环氧树脂或添加卤系阻燃剂是赋予环氧树脂难燃性最常用的方式,但近年来它们的环保安全性受到了严重质疑,人们开始致力于开发绿色环保的无卤阻燃剂或阻燃技术,其中,9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物在阻燃环氧树脂方面的优秀表现受到了广泛关注。首先,本论文采用绿色环保的工艺合成了 DOPO基环氧树脂单体DPBAEP,利用红外、核磁、元素分析、环氧值测定等表征手段验证了目标产物的分子结构及纯度,对合成工艺进行优化后产品的产率达到90%左右。且产品透明度较高,热重测试结果表明DPBAEP具有较高的起始分解温度。另外,本论文对DPBAEP的固化动力学及固化物热稳定性、耐湿性进行分析。计算得到DPBAEP/DDS体系的固化活化能为66.9 kJ·mol-1(Kissinger法)和71.3 kJ·mol-1(Ozawa法),与常规的双酚A型环氧树脂(DGEBA)固化活性差距较小。而DPBAEP固化物的玻璃化转变温度(Tg)高达233℃(DDS固化)和211℃(DDM固化),与DGEBA固化物相比,DPBAEP固化物表现出了更低的热失重速率,优秀的耐热性和显著升高的残炭率,且吸水率仅高出0.04%左右。由此证明DPBAEP在阻燃环氧树脂方面具有良好的应用基础,这与其分子结构较为特殊有关。其次,本论文先将DPBAEP应用于阻燃氮含量较高的TGDDM树脂,探究了固化材料热性能、阻燃性能、燃烧行为的改变,对燃烧后凝聚相炭层进行微观形貌、化学组成方面的测试分析。当DPBAEP添加量≥5%时,材料的UL-94等级达到V-0级,燃烧端产生了致密的膨胀发泡状炭层,具有连续波浪状微观形貌,当DPBAEP添加量为15%时(P含量为0.50%),材料的LOI值由29.1%增大至33.4%,说明少量DPBAEP的加入就可赋予TGDDM树脂优异的难燃性以及突出的自熄灭性。最后,本论文使用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)改性后的OMMT作为协同剂,与DPBAEP共同应用于阻燃DGEBA树脂,同样探究了固化材料热性能、阻燃性能、燃烧行为的改变,并分析了两种物质的协同阻燃机理。当同时添加15%DPBAEP和1%OMMT时,固化材料的LOI值由22.9%增大至31.7%,UL-94等级达到V-0级,阻燃效果优于只添加20%DPBAEP的固化材料。综合分析,本论文认为DPBAEP是一种高效环保的本征型阻燃环氧树脂单体,在添加量较少的情况下即可显著改善普通环氧树脂材料的燃烧性能,同时很好地规避了大多数磷系阻燃剂易挥发、易迁移、耐湿性差、恶化原本树脂的耐热性等弊端。