环氧树脂(EP)是粘合剂、涂料和复合材料等各种应用中的重要材料，由于其固有的易燃性和浓烟产生而面临挑战，对安全和财产构成威胁。为了解决这些问题，必须进行改进以增强阻燃性。

尽管已经开发出多种阻燃剂(FR)，但大多数都来自不可再生来源，与可持续发展目标相冲突。最近，植酸(PA)等生物基阻燃剂因其可再生、丰富和可生物降解的性质而受到关注。其中，PA因其磷含量高而具有高阻燃效率。然而，挑战仍然存在，因为一些生物基阻燃剂仍然依赖石油基产品来发挥功效。

就此主题，《应急管理科技》发表了题为“一种基于生物基超支化阻燃剂的防火抑烟环氧复合材料”的研究文章。

这项研究详细介绍了一种名为PA-DAD的全生物阻燃剂的创新开发和全面表征，该阻燃剂是通过1,10-二氨基癸烷(DAD)和植酸(PA)之间的直接中和反应产生的。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和差示扫描量热法(DSC)分析证实了PA-DAD的成功合成，表明化学键的变化表明阻燃剂的形成。

然后将这种生物基阻燃剂掺入环氧树脂(EP)复合材料中，研究其对阻燃性和机械性能的影响。PA-DAD的添加显着提高了EP复合材料的极限氧指数(LOI)值和UL-94等级，展示了其增强耐火性的功效。

热重分析(TGA)和锥形量热测试进一步表明，PA-DAD提高了成炭率，降低了燃烧过程中的峰值放热率(RR)、总发烟量(TSP)和有毒气体排放量，从而证实了其优异的阻燃性能。阻燃功效。

致密的膨胀炭层的形成充当热障，减少燃烧过程中的热量和质量传递。PA-DAD在燃烧过程中分解生成POC、PO·、NH3等产物，从而捕获活性自由基H·、OH·，减少氧气和有毒气体的排放，防止其持续降解。的基材。

此外，该研究还探讨了EP复合材料的机械性能，注意到添加PA-DAD后拉伸、弯曲和冲击强度得到增强，这归因于PA-DAD形成的离子键交联密度和能量耗散能力的增加。

总之，PA-DAD是一种极其高效且环境可持续的阻燃剂，它不仅显着提高了环氧树脂(EP)复合材料的防火安全性，而且还保持或提高了其机械性能。这项工作强调了使用生物基材料用于消防安全应用的潜力，为开发可持续、高性能阻燃剂提供了一条有前途的途径。

这些发现对于未来创造更安全、更环保的阻燃材料具有重要价值，标志着对材料科学与工程领域的显着贡献。

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