革新的難燃科学技術：有機機能化水酸化マグネシウム硬化剤の合成及び真性難燃性エポキシ樹脂の性能深さ探索

現代工業と建築分野の材料性能に対する要求が日増しに高まっていることに伴い、特に難燃性能に対する関心は、高効率で環境に優しい難燃材料の開発が材料科学分野の研究の焦点となっている。その中で、エポキシ樹脂はその卓越した機械性能、耐薬品性と接着能力で電子パッケージ、複合材料及び塗料などの分野に広く応用されている。しかし、それ自体の可燃性はその応用範囲を制限している。そのため、硬化剤として有機機能化水酸化マグネシウムを研究し、エポキシ樹脂の固有難燃性を向上させ、極めて展望性のある方向となった。

有機機能化水酸化マグネシウムの製造有機機能化水酸化マグネシウムの合成の鍵は、化学反応による水酸化マグネシウム（Mg（OH）＿2）表面への有機官能基の導入にある。この過程は通常2段階に及ぶ：まず水酸化マグネシウムの表面改質であり、よくシランカップリング剤（例えばγ−グリシジルエーテルオキシプロピルトリメトキシシラン）を用いてMg（OH）＿2を前処理し、その表面の反応活性を増加させる、その後、グラフト反応により、リン、窒素を含む化合物などの難燃性を有する有機分子を前処理Mg（OH）＿2表面に結合し、有機機能化水酸化マグネシウムを形成する。この改質は水酸化マグネシウムとエポキシ樹脂の界面適合性を強化するだけでなく、追加の難燃元素を導入し、全体の難燃効率を向上させた。

真性難燃性エポキシ樹脂の製造及び性能研究上記有機機能化水酸化マグネシウムを硬化剤として用い、エポキシ樹脂と硬化反応を行い、真性難燃性を有するエポキシ複合材料を得る。従来の添加型難燃剤に比べて、この方法は難燃成分をより均一に分布させ、難燃剤の析出を減少させ、それによって材料の長期安定性と難燃効率を高めることができる。

1.難燃性能評価：限界酸素指数（LOI）試験、垂直燃焼試験（UL-94）とテーパ熱量分析（CONE）を通じて、改質エポキシ樹脂の難燃性能を全面的に評価した。その結果、有機機能化水酸化マグネシウム硬化剤はエポキシ樹脂の難燃等級を著しく向上させ、燃焼時の熱放出速度と煙密度を減少させた。

2.力学性能分析：力学性能は難燃材料の実用価値を測定する重要な指標である。延伸、圧縮、衝撃試験により、難燃成分を導入したが、合理的な機能化設計と配合により、有機機能化水酸化マグネシウム硬化剤のエポキシ樹脂の力学性能への影響は限られており、場合によっては界面作用の増強によりわずかに向上していることが分かった。

3.熱安定性研究：熱重量分析（TGA）と示差走査熱量測定（DSC）によると、有機機能化水酸化マグネシウムの添加はエポキシ樹脂の熱分解挙動を改善し、熱安定性を高め、材料の熱分解過程を遅らせた。

硬化剤としての有機機能化水酸化マグネシウムの導入は、エポキシ樹脂に緑色で高効率な難燃改質経路を提供する。材料の難燃性を著しく増強しただけでなく、良好な力学性能と熱安定性を維持し、高安全基準要求領域におけるエポキシ樹脂の応用に新たな可能性を開拓した。将来の研究は、より多くのタイプの有機機能化戦略、および特定の応用ニーズに対するカスタマイズ設計をさらに探索し、難燃材料技術の絶えずの進歩を推進することができる。