基于卟啉与MOFs的新型有机-无机杂化阻燃剂提升环氧树脂防火安全性研究

来自研究人员的最新研究针对环氧树脂(EP)易燃性问题，设计了一种以卟啉为基质、ZIF-8为壳层的有机-无机杂化阻燃剂(ZIF-8@Co-PMF)。实验表明添加5 wt%该阻燃剂的EP复合材料热降解速率峰值(Rmax)降低39.3%，残炭量提升24.8%，热释放速率峰值(PHRR)、总热释放(THR)及CO/CO2生成率最高下降80.1%，显著增强防火安全性与抑烟性能。

　　

环氧树脂(Epoxy Resin, EP)作为一种高性能聚合物材料虽应用广泛，但其固有易燃性严重制约了实际应用前景。本研究成功合成了一种新型有机-无机杂化阻燃剂ZIF-8@Co-PMF——以卟啉分子为核，金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料ZIF-8为壳层结构。该阻燃剂在EP基质中均匀分散后，显著提升了复合材料的热稳定性、阻燃性能及抑烟能力。

具体数据显示：添加5 wt% ZIF-8@Co-PMF的EP复合材料最大热降解速率(R_max)下降39.3%，残炭量增加24.8%。在燃烧性能方面，与纯EP相比，该复合材料的峰值热释放速率(PHRR)、总热释放量(THR)、一氧化碳生成率(COP)和二氧化碳生成率(CO₂P)分别降低31.2%、17.6%、80.1%和41.8%。这种协同阻燃效应源于ZIF-8@Co-PMF的均匀分散体系，其中过渡金属与磷酸盐共同促进致密稳定炭层的形成，同时实现自由基捕获效应和不可燃气体稀释过程的多重防火机制。