双功能La/Zn-MOF@甲基膦酸酯复合材料：创新环氧树脂的高效阻燃与热稳定性

为解决传统阻燃剂环境危害大、效率低的问题，研究人员开发了Zn/La-BTC@DMMP复合阻燃剂，通过MOF与磷系阻燃剂的协同效应，显著提升环氧树脂(EP)的阻燃性、抑烟性及介电性能。该研究为电子封装材料提供了高性能解决方案，成果发表于《Reactive and Functional Polymers》。

　　

随着5G时代电子设备的高集成化发展，环氧树脂(EP)作为核心封装材料面临严峻的防火挑战。传统阻燃剂如金属氢氧化物或磷系化合物存在添加量大、机械性能劣化等问题，而金属有机框架(MOF)因其可调控孔隙结构和催化成炭能力成为研究热点。中国的研究团队创新性地将锌/镧双金属MOF(Zn/La-BTC)与小分子阻燃剂DMMP(甲基膦酸二甲酯)复合，开发出兼具气相与凝聚相阻燃功能的Zn/La-BTC@DMMP添加剂，显著提升了EP的综合性能。

研究采用粉末X射线衍射(PXRD)验证材料结构，通过热重分析(TGA)和锥形量热(CONE)测试阻燃性能，并利用阻抗分析仪评估介电特性。结果表明：Zn²⁺
掺杂增强了La-BTC的结晶度，DMMP通过P=O?La配位延缓释放；10%添加量的EP/FR-10%复合材料极限氧指数(LOI)提升至32.5%，热释放速率峰值(pHRR)降低43%，且介电常数(ε’)从3.8降至3.2。

材料表征
PXRD证实Zn/La-BTC保持La-BTC的晶体结构，DMMP负载后出现9°新衍射峰。红外光谱显示DMMP的P=O键与La³⁺
配位，TGA证明复合材料在600℃残炭量达41.7%。

阻燃机制
燃烧时Zn/La氧化物催化形成致密炭层，DMMP分解产生PO·自由基淬灭火焰。EP/FR-10%的UL-94测试达到V-0级，总烟释放量(TSP)下降58%。

介电性能
MOF的孔隙结构抑制界面极化，使介电损耗(tan δ)从0.032降至0.022，满足5G高频信号传输需求。

该研究通过双金属MOF与磷系阻燃剂的分子级协同，实现了环氧树脂阻燃-介电双功能提升，为电子器件封装材料提供了新思路。特别值得注意的是，采用廉价稀土金属和温和合成工艺，具有显著的产业化潜力。