磷酸酯類化合物及磷酰基硫脲類化合物的合成及其性質(zhì)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高分子材料已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及人們的生活中，高層建筑、室內(nèi)裝飾、電器、汽車等所涉之處皆有高分子材料的存在。但是，大多數(shù)高分子材料都是易燃或可燃的，容易引發(fā)火災(zāi)事故，這已成為日益嚴(yán)重和人們普遍關(guān)心的社會問題。因此，推廣使用阻燃材料，對易燃和可燃材料進行阻燃處理，以提高全社會防止火災(zāi)的能力，盡量減少火災(zāi)損失，具有重大現(xiàn)實意義。
　　 由于對材料的抑煙、減毒要求日益嚴(yán)格，使當(dāng)今許多傳統(tǒng)的阻燃劑面臨困境。富含磷、氮

2、等元素的阻燃劑作為一類集炭源、酸源、氣源于一體的無鹵低毒性阻燃劑，顯示出了很好的阻燃效果和應(yīng)用前景。這類阻燃劑阻燃的高聚物燃燒時，表面能生成炭質(zhì)泡沫層，該層隔熱、隔氧、抑煙，并能防止產(chǎn)生熔滴，具有高效的阻燃性能。
　　 因此，我們設(shè)計并合成了富含磷、氮等元素的集酸源、炭源、氣源于一體的三十一個未見文獻報道的化合物：
　　 ⑴N-[4-(5,5-二甲基-2-氧-1,3,2-二氧磷雜-2-氧基)-苯亞甲基]-N'-苯基(取代

3、苯基、胺甲?；?肼；
　　 ⑵3,9-雙{4-[(N-取代苯基(取代苯甲?；?、胺甲?；?-N'-亞肼基)-亞甲基]-苯氧基}-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷-3,9-二氧化物；
　　 ⑶1，2(3，6)-雙[3-(5,5-二甲基-2-氧-1,3,2-二氧磷雜環(huán)己烷-2-基)-硫脲基]-乙(丙，己)烷；
　　 ⑷5,5-二甲基-2-(萘酚-1-氧基)-4-取代苯基(H)-1,3,2-二氧

4、磷雜環(huán)己烷-2-氧化物。
　　 我們對反應(yīng)條件和后處理方法進行了探討和改進，采用IR、1H NMR、MS和元素分析等方法對目標(biāo)化合物進行了結(jié)構(gòu)表征，并對其波譜性質(zhì)進行了系統(tǒng)分析，結(jié)果表明所合成化合物的結(jié)構(gòu)和預(yù)期目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)一致。培養(yǎng)出化合物Ⅳ-a的單晶并進行了衍射進一步確證了化合物的結(jié)構(gòu)。
　　 對部分具有代表性的化合物進行了熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)分析，結(jié)果表明第(Ⅰ)、(Ⅱ)系列化合物在200℃以上開始

5、分解，具有一定的熱穩(wěn)定性，220～400℃迅速降解，與大多數(shù)高分子材料的熱降解溫區(qū)重疊，能夠在高分子材料中很好地起到阻燃作用。第(Ⅰ)、(Ⅱ)系列化合物600℃時，殘?zhí)苛枯^高，具有較好的成炭作用。
　　 將以上四個系列的化合物應(yīng)用于環(huán)氧樹脂(E-44)中進行初步阻燃性能測試。用于環(huán)氧樹脂(E-44)的水平燃燒試驗(GB2408-80)是標(biāo)準(zhǔn)實驗方法。大多數(shù)化合物當(dāng)添加量為10％時，均能達到自熄的效果，樣條的燃燒長度在10～25m

6、m之間。燃燒過程中有發(fā)泡膨脹現(xiàn)象，樣品離火后迅速炭化自熄，熔滴、彎卷現(xiàn)象比未添加阻燃劑時明顯減小，發(fā)炳量小，是比較好的膨脹型阻燃劑。阻燃效果第(Ⅱ)系列好于(Ⅰ)和(Ⅲ)系列，第(Ⅰ)、(Ⅲ)系列化合物的阻燃效果好于第(Ⅳ)系列。這可能是因為第(Ⅱ)系列化合物分子中含有較多的芳環(huán)結(jié)構(gòu)，分子量較大，磷、氮含量較高所致；通過熱分析和初步的阻燃實驗結(jié)果表明，所合成的目標(biāo)化合物中第(Ⅰ)、(Ⅱ)具有好的阻燃性能，部分化合物具有應(yīng)用開發(fā)的價值。<