為了延長環(huán)氧預(yù)聚物的罐裝壽命，同時賦予環(huán)氧樹脂的阻燃性能。Xu等研究了含磷咪唑和1-甲基咪唑?qū)τ诃h(huán)氧預(yù)聚物的延遲固化效應(yīng)和阻燃性能影響。研究表明，咪唑環(huán)通過1:1和 1:2加成反應(yīng)，將咪唑環(huán)連接在高分子主鏈。同時通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移使部分含磷基團(tuán)也參與了環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)。最后，含磷基團(tuán)與高分子鏈通過離子鍵和共價鍵相連，形成本征阻燃聚合物。燃燒測試表明，當(dāng)添加阻燃固化劑含量為15wt%時，聚合物材料展現(xiàn)出V-0級別的自熄性能。

許多研究關(guān)注了離子液體對環(huán)氧樹脂阻燃性能的影響。Wu 等以磷酸酯修飾咪唑?yàn)殛栯x子,分別以Br和磷鉬酸為陰離子，研究了含磷離子液體對環(huán)氧樹脂的影響。結(jié)果表明，4wt%的含鹵離子液體使復(fù)合材料通過V-0等級，同時復(fù)合材料的拉伸斷裂強(qiáng)度隨離子液體含量增加而提高;以磷鉬酸鹽為陰離子的離子液體則需要添加6wt%才能使阻燃效果更加明顯(V-0等級)。

Sonnier 等季磷-亞磷酸酯離子液體為固化阻燃劑制備環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。該離子液體能直接硬化環(huán)氧預(yù)聚物，同時扮演明顯的凝聚相阻燃效力，提高材料燃燒過程中形成的炭層致密程度和膨脹高度。

Wang等通過季銨化反應(yīng)制備了以DOPO (9，10-二氫-9-氧雜-1O-磷雜菲-1O-氧化物）修飾咪唑?yàn)殛栯x子，對甲苯磺酸為陰離子的離子液體。DMA研究結(jié)果表明，加入離子液體的環(huán)氧復(fù)合材料具有更高的交聯(lián)密度。但是這種交聯(lián)結(jié)果并沒有過多影響環(huán)氧復(fù)合材料的機(jī)械性能和透光性能。由于含磷基團(tuán)與環(huán)氧分子鏈的相互作用，使得環(huán)氧復(fù)合材料的阻燃性能在4wt%添加含量時通過UL-94測試V-0等級，極限氧指數(shù)達(dá)到32%，熱釋放速率和煙氣釋放速率明顯降低。

磺酸酯熔鹽對于阻燃聚碳酸酯（PC）具有明顯地提升效果。Jiang 等首先合成了一種陽離子為有機(jī)硅修飾的三苯基膦為陽離子，磷酸酯為陰離子的熔鹽。當(dāng)添加含量為5phr時，PC復(fù)合材料達(dá)到V-0級別，LOI提升了2.9%。當(dāng)陰離子為磺酸鹽時，PC復(fù)合材料在5phr的添加量下達(dá)到V-0級別，LOI提升了7.7%。此外，他們還對比了陰離子為磷酸酯和磺酸鹽對提升PC阻燃性能的效果。結(jié)果表明，磺酸鹽對于提升PC的阻燃能力更為有效。

Jiao和合作者Chen研究了咪唑六氟磷酸鹽離子液體對熱塑性聚氨酯（TPU)火災(zāi)安全性的影響。結(jié)果表明，1-乙基-3甲基咪唑六氟磷酸鹽在添加含量為2wt%時，TPU的峰值熱釋放速率降低了72.6%，煙氣釋放速率峰值從純樹脂的0.080m2/s下降到0.034m2/s。當(dāng)離子液體中咪唑碳原子數(shù)相同時，氨基離子液體表現(xiàn)出更加優(yōu)異的阻燃性能。這是由于氨基離子液體促使TPU基體熱降解，促使保護(hù)性炭層更早生成，從而減緩了燃燒速率。

截圖來源：中國知網(wǎng)

此外，聚離子液體的開發(fā)與在阻燃領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了關(guān)注。Li等人合成了一種含磷聚離子液體凝膠PDVE[DEP]。發(fā)現(xiàn)PDVE[DEP]明顯提高了聚乳酸的抗熔滴性能。在添加量為 lwt%，聚乳酸復(fù)合材料通過了UL-94 V-0等級，同時極限氧指數(shù)從20.4%提高至25.6%。

膨脹阻燃體系中的應(yīng)用：Li等制備了一系列以含氧雜多酸為陰離子的咪唑鹽，考察了離子液體與膨脹體系（聚磷酸銨和季戊四醇)的協(xié)同阻燃效應(yīng)。結(jié)果表明，當(dāng)阻燃劑總含量為15wt%，其中離子液體僅為0.5wt%時，聚丙烯復(fù)合材料達(dá)到V-0等級。這歸因于燃燒過程中離子液體對成炭過程的催化作用，促使保護(hù)性炭層快速生成，因而復(fù)合材料表現(xiàn)出自熄行為。

參考資料：離子液體阻燃聚合物研究進(jìn)展郭永亮，崔錦峰，郭軍紅，楊保平；（本文內(nèi)容屬該作者整理）

塑道學(xué)苑通過不斷創(chuàng)新，努力成為火安全材料領(lǐng)域一站式服務(wù)品牌領(lǐng)導(dǎo)者。速測100材料測試平臺是塑道學(xué)苑踐行為所有材料人群提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)宗旨邁出的重要一步。咨詢熱線：0512-69153465。更多測試資訊請?jiān)L問速測100材料測試官方網(wǎng)站：www.suce100.com