在氮化硼表面原位形成含磷的碳有机框架（COFs）：提高环氧树脂的防火性能、烟雾抑制能力和机械性能

《New Journal of Chemistry》：In situ formation of phosphorus-containing COFs on boron nitride surfaces: improvement of the fire resistance, smoke suppression and mechanical properties of epoxy resins

该研究通过溶胶热法合成磷/氮/硼协同的COF基阻燃剂PA-COF@BN，有效提升环氧树脂复合材料的阻燃性能（LOI达26.3%，烟释放量降低67.68%）和热稳定性，同时保持78.72MPa的拉伸强度和4.56%的断裂伸长率，实现阻燃抑烟与机械性能的协同优化。

　　

由于添加阻燃剂通常会导致环氧树脂（EP）的机械性能下降，因此在提高其阻燃性能的同时保持其机械性能仍然是研究的重点。为了实现这一目标，研究人员采用溶剂热法合成了含有磷、氮和硼的基于共价有机框架（COF）的混合阻燃剂PA-COF@BN，该阻燃剂以共价有机框架（COF）、氮化硼（BN）和植酸（PA）为前驱体。在EP/PA-COF@BN复合材料中加入4 wt%的PA-COF@BN后，其消防安全性能得到了显著提升：极限氧指数（LOI）提高了26.3%，峰值热释放率（PHRR）降低了31.58%，总热释放量（THR）减少了39.41%，烟雾产生率（SPR）下降了67.68%，总烟雾产生量（TSP）减少了62.69%，炭残留物含量从10.31%增加到了26.73%。PA-COF@BN有效抑制了环氧树脂的热降解过程和烟雾排放行为。值得注意的是，含有4 wt% PA-COF@BN的EP/EP-COF@BN复合材料的最大抗拉强度达到了78.72 MPa，断裂伸长率为4.56%；因此，在添加阻燃剂后，不仅系统的阻燃性、烟雾抑制能力和炭形成过程得到了改善，其机械性能也有所提升。这项研究设计了一种基于P-N-B协同作用的COF阻燃剂，为开发兼具阻燃性、烟雾抑制性和机械性能保持性的多功能环氧树脂提供了一种新的方法。