碳纤维/聚硅氧硼烷阻燃改性环氧复合材料的制备及性能

作者：苏丽评; 林修煌; 乔华伟; 许佳佳; 刘灿培; 章华桂; 钟伟; 兰加水; 陈明锋^*

来源：高分子材料科学与工程, 2021, 37(05): 36-42.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0139

• 碳纤维
• 聚硅氧硼烷
• 复合材料
• 阻燃性能

以苯硼酸和含磷硅氧烷为主要原料,设计合成了一种以Si-O-B为主链,侧链含苯环和磷杂菲基团的聚硅氧硼烷(PTDOB),在此基础上,以PTDOB为阻燃剂,碳纤维(CF)为增强材料,通过手糊结合模压成型的工艺制备了一种碳纤维/聚硅氧硼烷阻燃改性环氧复合材料(CF/PTDOB-EP)。采用极限氧指数、垂直燃烧、冲击强度和弯曲强度探究了CF/PTDOB-EP的阻燃和力学性能。结果表明,PTDOB的引入有效改善了复合材料的阻燃性能,CF/PTDOB-EP的极限氧指数提高到36.7%,并且通过了UL-94测试的V-1等级,说明PTDOB结构的磷杂菲和Si, B等元素充分发挥了阻燃作用。同时,CF/PTDOB-EP的冲击强度和弯曲强度分别达到120.5 kJ/m2和524.3 MPa,提高了66.7%和37.4%,这是因为PTDOB结构中刚性的苯环和柔性的Si-O-B结构协同作用,赋予了CF/PTDOB-EP良好的力学性能,从而拓宽了碳纤维增强环氧复合材料的应用范围。

• 单位
  福建师范大学; 材料学院; 福建省高分子材料重点实验室