生物基阻燃剂DQ的协同设计：兼具阻燃增效与力学强化的环氧树脂可持续策略

（编辑推荐）本研究创新性地将槲皮素(Quercetin)与DOPO共价键合，开发出生物基阻燃剂DQ，使环氧树脂(EP)在仅添加3wt%时即通过UL-94 V-0级认证，LOI提升至29.8%，Tg提高11.4°C，且冲击强度显著增强68.9%。该体系通过气相自由基捕获（DOPO）与凝聚相成炭（Quercetin）的协同机制，同步实现PkHRR降低37.4%、SPR下降28.6%，为高性能环氧树脂的绿色设计提供新范式。

　　

Highlight

本研究通过将天然槲皮素与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应，成功制备出生物源阻燃剂DQ。该创新设计巧妙融合了磷系化合物的气相阻燃机制与多酚类物质的成炭能力，为环氧树脂(EP)的防火安全与力学性能提升开辟了绿色路径。

表征分析

图1(a)显示DQ的FTIR谱图：相较于槲皮素，DQ在1670 cm^?1处C=O伸缩振动峰位移，1616 cm^?1和1513.8 cm^?1的芳环C=C键特征峰增强，1243.8 cm^?1处C-O键信号显著变化，证实DOPO成功接枝到槲皮素骨架上。

结论

当DQ添加量仅为3wt%时，复合材料EDQ-3即展现卓越性能：通过UL-94 V-0级垂直燃烧测试，极限氧指数(LOI)达29.8%，玻璃化转变温度(Tg)提升11.4°C。更令人惊喜的是，其峰值热释放率(PkHRR)降低37.4%，产烟速率(SPR)下降28.6%，而冲击强度反而提升68.9%，同时保持优异透光性和介电性能。

创新点

这项研究首次实现"一石三鸟"：① 生物基阻燃剂超低添加量即达V-0级；② 力学性能不降反升；③ 透明性与介电性能无损。为可持续高性能环氧树脂的设计提供了教科书级的解决方案。