環氧樹脂，簡稱EP，因其具有優異的介電性能、力學性能、尺寸穩定性和耐腐蝕性能等諸多優點，可被用作電氣絕緣材料、耐腐蝕涂料、玻璃鋼/復合材料等，應用于國防、軍工和國民經濟各領域。然而，環氧樹脂自身極限氧指數（LOI）僅20%左右，在空氣中極易被點燃，燃燒后火焰蔓延迅速，且伴隨產生大量煙物和毒性氣體，具有較大的火災隱患。因此，同時賦予環氧樹脂阻燃與抑煙性能具有極其重要的研究價值和實際意義無機涂料網cnwjtl.com。
近日，西華大學理學院陳明軍教授團隊在Composites Part B: Engineering（IF=11.322）上發表題為“Extra strong Cu2+-doped intumescent char to protect epoxy resin against fire”的研究論文。該論文的第一作者為理學院2019級材料科學與工程專業碩士研究生何磊，通訊作者是理學院汪婷博士和陳明軍教授。
該阻燃劑在高溫下可以迅速膨脹炭化，形成致密的閉孔泡沫狀膨脹炭層。令人驚訝的是，Cu-CHP在700 °C下的膨脹炭層可以承受超過自身2000倍的重量。得益于Cu-CHP出色的膨脹炭化能力，所得EP/Cu-CHP18%復合材料在燃燒過程中仍可形成能承受超過自身近100倍的高膨脹致密炭層。僅0.9 wt%的Cu2+含量，EP/Cu-CHP18%可承受約1400 °C的丁烷火焰持續灼燒約600秒，且LOI提高到31%，并通過垂直燃燒UL-94 V-0。
未阻燃EP (a-c)，新制CHP阻燃EP (d-f)和新制Cu-CHP阻燃EP (g-i)在丁烷火焰（約1400 °C）噴燒下的代表性圖片
此外，與未阻燃環氧樹脂相比，EP/Cu-CHP18%的熱釋放速率峰值、火蔓延速率、總煙釋放量和煙密度降幅分別高達70%、75%、53%和68%。該項工作為同時實現易燃高分子材料的阻燃與抑煙提供了一種新策略。
陳明軍教授自2014年以來，專注于高分子材料的綠色高阻燃化研究，并于2021年組建研究團隊聚焦高分子材料的阻燃與防水功能化研究。團隊前期在環氧樹脂（Compos. Part B-Eng., 2022, 230, 109553; Polym. Adv. Technol., 2021, 32, 2940-2952; J. Therm. Anal. Calorim., 2018, 134, 1637-1646; RSC Adv., 2017, 7, 35619-35628.）和過渡金屬調控膨脹阻燃行為（ACS Appl. Mater. Inter., 2022, 14, 54225-54232; Compos. Part B-Eng., 2019, 175, 107189-107201; Ind. Eng. Chem. Res., 2015, 54, 12705-12713.）有眾多研究成果。此篇原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110539
