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  環氧樹脂具有優良的附著力、耐腐蝕性、熱穩定性、電絕緣性和機械性能，被廣泛用在涂料、膠黏劑、電子封裝材料和復合材料等領域。然而，環氧樹脂普遍存在易燃、質脆等問題，極大地限制了其應用。目前，研究者已開發了多種阻燃劑和增韌劑，來改善其阻燃性能和韌性。然而，這些阻燃劑和增韌劑的加入通常導致環氧加工性能，力學強度和T_g變化。如何在提高其阻燃性和韌性的同時，不影響其力學強度和玻璃化轉變溫度，仍是目前亟需解決的一大難題。

  中科院寧波材料所劉小青研究員團隊一直從事生物基環氧樹脂的設計、合成和改性方面的研究工作，研發了一系列高性能生物基環氧樹脂。他們利用生物基單體的結構特異性，研發了兩種具有優異熱力學性能，完全不含外加阻燃元素的本征阻燃環氧樹脂(ACS Sustain. Chem. Eng.2018, 6, 7589-7599; Compos. Part B-Eng., 2019, 179, 107523)；利用木質素衍生物為原料，在無溶劑條件下制備了得到一種高效的環境友好型環氧樹脂阻燃劑（Compos. Part B-Eng., 2020, 190, 107926）。

  最近，為了同時提高環氧樹脂的阻燃性、韌性、力學強度和T_g，他們提出了同時調控超支化聚合物的物理拓撲結構和分子化學結構的思想，解決了現有超支化阻燃劑容易降低環氧樹脂玻璃化轉變溫度的問題，制備了一種具有良好加工性能和較高阻燃效率的超支化阻燃劑。當磷元素含量為0.24 wt%時，環氧固化物達到UL-94 V-0等級，LOI數值高達32.6 vol%。同時，由于超支化結構中含有大量空穴，改性的環氧固化物具有優異的韌性，在25和-196 °C下的沖擊強度分別提高113%和96%。此外，HBFR具有剛性的骨架結構，使改性環氧固化物的彎曲強度、模量和T_g分別提高33.3%、24.5%和12.8%。

  通過與文獻報道的UL-94 V-0級阻燃環氧固化物的性能進行對比可以看出，僅有極少數報道可以同時改善環氧固化物的韌性、強度和T_g，他們的改性體系表現出很大的優越性。本工作提供了一種可以同時提高商用環氧樹脂的阻燃性能、韌性、玻璃化轉變溫度和強度的簡便易行的有效方法，有較好的產業化前景。

圖1. 具有UL-94 V-0等級的阻燃環氧固化物的韌性、強度和T_g的增加比例

  相關結果以“Hyperbranched flame retardant for epoxy resin modification: Simultaneously improved flame retardancy, toughness and strength as well as glass transition temperature”為題發表在《Chemical Engineering Journal》上。博士生研究生騰娜為本論文第一作者，劉小青研究員為通訊聯系人。項目得到了國家萬人計劃、國家基金重點項目、浙江省萬人計劃、浙江省杰出青年基金的支持。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721028072