«——【·前言·】——»
环氧树脂（EP）因其优异的物理化学性能而被广泛应用于工业各个领域，如涂料、层合板、粘结剂、线路板、航空航天以及其他电子工业等。
然而，与大多数有机高分子树脂一样，环氧树脂属于易燃物质，限制了其在高阻燃要求领域的应用。
此前，卤系阻燃剂因阻燃效率高而被广泛使用，但由于当前环保要求更高，而卤系阻燃剂在燃烧时会释放卤化氢等有毒烟雾。
对人类和自然环境都带来了很多风险和隐患，成为当前科学界和工业界共同研究的热点。
我们现在以缩水甘油醚类环氧树脂为基材，对环氧树脂的磷氮系阻燃剂和生物质基阻燃剂进行了基础的应用研究。
以2-氨基苯并咪唑，间硝基苯甲醛和DOPO为反应物，采用两步加成反应合成了一种新型DOPO基苯并咪唑衍生物（DOPO-BNM），并用FTIR，31PNMR和1HNMR表征。
在磷含量为0.513%时，改性环氧树脂的UL94和LOI分别达到V-0等级和32.5%。
通过一系列的阻燃机理测试和分析，结果表明，DOPO-BNM燃以2-氨基苯并咪唑，4-羟基苯甲醛和DOPO为反应物。
采用两步加成反应合成了一种新型DOPO基苯并咪唑衍生物（DOPO-BHM），并用FTIR，31PNMR和1HNMR进行了表征。
当EP中DOPO-BHM的含量为6wt%时，可达到V-0等级，LOI值高达32.7%。
通过气相和凝聚相的测试分析结果表明，DOPO-BHM在气相和凝聚相两相中具有良好的阻燃活性。
同时，对改性环氧树脂的机械性进行了测试，发现机械性能有明显的提升。
直接采用壳聚糖和DOPO复配，研究了在一定总添加量的前提下，不同的CS/DOPO质量比复合阻燃剂对环氧树脂的阻燃性能和机械性能的协效作用。
在总添加量为10wt%，且CS和DOPO的质量比为1:2和2:1时，改性环氧树脂都能成功达到V-0级别，LOI分别达到33.7%和32.5%。
锥形量热仪测试结果表明，在一定的添加质量比的情况下，复合阻燃剂CS/DOPO不仅能够降低环氧树脂的热释放，还能明显的抑制烟雾的释放。
在机械性能方面，相比EP，EP/10%CS1/DOPO2改性环氧材料的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度分别增加7.4%、36.1%和14.3%。
复合阻燃剂的添加不仅可以大大提高改性材料防火安全性，还可以增加环氧树脂的机械性能，扩大了壳聚糖的应用范围。
«——【·环氧树脂概述·】——»
自二十世纪四十年代末期，欧美国家在工业化进程发展迅猛，发展至今，已经开发出数百种类型的环氧树脂。
环氧树脂按化学结构大致可以分为甘油醚类、甘油胺类、甘油酯类、杂环型、脂环族类和其他混合型。
其中，在工业中应用最为广泛的一类环氧树脂是缩水甘油醚类，主要包括双酚A型、四溴双酚A型、双酚F型、氢化双酚A型等。
而在缩水甘油醚类环氧树脂中，双酚A型环氧树脂是生产量最大、应用领域最广的一类环氧树脂。
再加上它原料来源方便、成本低廉，各项物理化学性质也很稳定，四溴双酚A型树脂因为还有阻燃元素溴，具有良好的阻燃性能，通常被用于对阻燃有要求的电子电器领域；
双酚F型环氧树脂黏度低，适合用于粘结剂领域；氢化双酚A型环氧树脂的优点更多，不仅黏度较低，凝胶的时间也很长，并且耐漏电痕迹性和耐电晕。
«——【·凝聚相阻燃机理·】——»
凝聚相阻燃主要通过形成致密炭层、阻隔热量和氧气的形式实现。通常分三种机理，凝聚相冷却机理、凝聚相促进成炭机理和凝聚相表层覆盖机理。
凝聚相冷却机理：比如当使用无机金属氢氧化物作为阻燃剂时，在燃烧时，金属氢氧化物会分解并释放出结合水，而该分解反应需要吸收大量的热量，从而起到冷却作用。
凝聚相促进成炭机理：以磷系阻燃剂为例，其在燃烧时会热分解形成磷酸或聚磷酸类化合物等，这些化合物起到脱水作用，从而增加残炭量。
但是，磷系阻燃剂也不是万能阻燃剂，其对于低含氧量的高分子化合物比如聚苯乙烯等的阻燃性能往往不理想。
凝聚相表层覆盖机理：比如，采用含硅元素的阻燃剂时，在燃烧时会形成含硅的玻璃化氧化物，其会在表面慢慢积累，形成隔热、隔气性能优异的无机绝热保护层，从而抑制聚合物内层的进一步热分解。
聚合物在燃烧过程中会热分解形成一些可燃性气体，其与空气中的氧气通过氢氧自由基和氢自由基进行一种自动催化氧化的自由基链式反应。
磷系和卤系阻燃剂在热分解时会分别释放出含磷和含卤自由基，它们能够有效捕获在燃烧反应中形成的诸如氢自由基和氢氧自由基等，以猝灭的形式减缓或终止燃烧反应。
卤系阻燃剂在受热分解时自由基捕捉作用图，产生卤自由基会捕捉高分子燃烧产生的H·和·OH，生成卤化氢，而卤化氢会继续捕捉热固材料链式反应中产生的·OH和H·自由基，起到了终止链反应的作用。
同样，磷系阻燃剂在气相方面表现也很优异，原因是磷系阻燃剂
在热分解时能够产生P·和PO·等自由基，和卤系阻燃剂一样的原理，起到一样的终止链反应效果。
比如金属氢氧化物会释放水蒸气，氮系阻燃剂会释放氨气、二氧化氮等不可燃气体，这些不可燃气体能够稀释基材附近的氧化气体和分解产出的可燃气体的浓度，从而削弱或中断火焰达到燃烧。
有些聚合物，比如聚酰胺类的高分子材料在燃烧时会有熔滴的情况，会带走热量，以此实现材料的阻燃。
主要是因为阻燃剂或其降解产物可以催化基体的降解，将大分子降解为小分子聚合物，造成基体黏度下降，产生大量滴落，滴落会带走大量热量，从而降低基体的温度，以实现阻燃效果。
在实际应用中，通常采用多种阻燃剂复合或者以一种主阻燃剂与其他协效剂复配的方法，一方面可以降低主阻燃剂的添加量，降低成本或减少对人类和环境的危害，另外一方面可以大大提升整体的阻燃效率。
«——【·阻燃剂分类·】——»
一般可分为有机阻燃剂、无机阻燃剂、生物质阻燃剂，无机阻燃剂虽然具有很多优势，比如来源丰富、价格便宜、环保、持续性久等，但阻燃效率较低，相容性一般均较差，一般不单独使用。
生物基阻燃剂的具有储量丰富、环保等优点逐渐受到关注，是一类可以替代石油化工产品比如季戊四醇及其衍生物作为成炭剂使用，但同样因为自身热稳定性差。
常见的无机阻燃剂按元素种类可分为金属氢氧化物、碳系、磷系、氮系、硼系、硅系过渡金属化合物及其他类型，各种无机阻燃剂各有特色。
金属氢氧化物无机阻燃剂，金属氢氧化物阻燃剂在受热分解过程中会释放出大量的结晶水，结晶水的进一步吸热蒸发带走大量的热，起到冷却基材的作用。
同时，不可燃水蒸汽可以起到稀释可燃气体和空气中氧气的作用。不仅如此，脱水生成的金属氧化物可吸附固体颗粒，在抑制烟雾释放方面起到良好作用。
在凝聚相方面，在基材表面会生成含有金属氧化物的隔绝层，起到隔热隔氧作用。
金属氢氧化物主要包括氢氧化镁、氢氧化铝和双金属氢氧化物，其具有价格低廉、抑烟、环保、不挥发等特点，在阻燃电线电缆和聚烯烃等材料领域发挥着举足轻重的作用。
然而，单独使用时，阻燃效率并不理想，并且与高分子聚合物的相容性较差，对材料的力学性能有很大的消极影响，加工难度也增加。
目前，为了克服这些不利的影响，通常采用各种物理化学改性或复配使用，比如将金属氢氧化物制备成纳米级别或将其表面改性或接枝或采用微胶囊包覆技术等等来提升高分子的阻燃性能和机械性能。
«——【·结语·】——»
Zhou等人合成了一种中空十二面体结构的三维NiCo-LDH@PZS阻燃剂，EP/NiCo-LDH@PZS4.0的峰值热释放率和总热释放率分别降低了30.9%和11.2%。
烟雾和有毒气体包括一氧化氮、芳香族化合物、羰基化合物、碳化氧化合物和碳氢化合物的排放也少得多。
热重分析结果表明，CuAl-(SPP)LDH具有与纯EP相似的分解温度，CuAl-(SPP)LDH具有良好的催化炭化性能，显著提高了700℃的残渣收率。
锥形量热计测试结果表明，与纯EP和EP/4CuAl-(SDS)LDH纳米复合材料相比，EP/4CuAl-(SPP)LDH进一步降低了材料的HRR、THR、SPR值，
并改善了残炭。
其阻燃性能和抑烟性能的提高，应归功于燃烧过程中凝聚相致密的炭保护层的形成，有效地抑制了热传质，防止有机降解挥发物进入气相。
硼系无机阻燃剂的阻燃机理与硅系阻燃剂类似,首先，阻燃剂热分解释放出大量的结合水，水的蒸发吸收大量的热；
其次，阻燃剂熔融形成玻璃态覆盖层，有效隔绝热和氧；最后，硼化物可以改变某些可燃物的热分解途径，减少了可燃性气体生成。
目前主要使用的硼系无机阻燃剂主要包括偏硼酸钠、氟硼酸铵、水合硼酸锌和五硼酸铵等。
采用埃洛石纳米管与硼酸锌改性硅氧烷环氧树脂，在燃烧反应过程
中，硼酸锌分解产生B2O3，可以促进成炭。
不仅如此，硅氧烷树脂还可 以和硼酸锌反应形成了交联的B-O-Si结构，加上埃洛石纳米管分解形成 Si-Al保护层，三种元素的同时存在有利于形成完整的、高致密性的残炭， 达到阻燃效果。
有学者采用复配的方式，用15 wt%的二乙基次磷酸 铝、10 wt%的三聚氰胺聚磷酸盐和15 wt%硼酸锌环氧树脂/玻璃纤维改性 的复合材料的UL94和LOI分别达到了V-0级和36.8%，生烟速率明显下降。
当前，将硼酸锌进行物理或化学纳米化，再与其他阻燃材料复配是 其主要研究方向之一，这样不仅可以增加与材料的相容性，阻燃效率也 更高。
