新型磷氮系阻燃劑的合成、結(jié)構(gòu)及阻燃性能研究.pdf

1、現(xiàn)今，高分子材料廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個方面，特別是在建筑、交通、電子電器及日用制品等方面的大量使用，使得這類材料由于易燃性造成的火災(zāi)危害大大增加了。這促使世界范圍的材料阻燃防火呼聲日益高漲，許多國家制訂了相應(yīng)的法規(guī)和政策，直接推進了阻燃化學(xué)品的研究開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用。 新世紀(jì)的阻燃劑研究更加注重環(huán)保問題，人們希望它不但使材料有較高的阻燃級別而且對人是低毒的，對環(huán)境是不造成二次危害。磷氮系阻燃劑作為一類集炭源、酸源、氣源于一體的

2、無鹵低毒性阻燃劑，顯示出良好的阻燃效果和應(yīng)用前景。從20世紀(jì)60年代至今，隨著研究人員的不斷努力，新型磷氮系膨脹型阻燃劑品種不斷出現(xiàn)。 文獻表明，國內(nèi)生產(chǎn)的多為低相對分子質(zhì)量、液態(tài)易“遷移”、揮發(fā)性大、耐熱性差、易劣化制品物理性能的廉價阻燃劑。為了改善這些性能，我們設(shè)計了結(jié)構(gòu)對稱、相對分子質(zhì)量高、熱穩(wěn)定性大等特點的三個系列三十個未見文獻報道的化合物： (Ⅰ)2，4，8，10-四氧雜-3，9-二磷雜螺環(huán)[5.5]十一烷-3

3、，9-二氧-3，9-二取代芐腙 (Ⅱ)N-(5，5-二甲基-4-取代苯基-1，3，2---氧磷雜環(huán)己基)取代芐腙 (Ⅲ)N，N-雙(5，5-二甲基-4-取代苯基-2-氧代-1，3，2-二氧磷雜環(huán)己基)-4，4'-對二苯基甲烷 同時對反應(yīng)條件和后處理方法進行了探討和改進，采用IR、1HNMR、MS和元素分析等方法對化合物結(jié)構(gòu)進行了表征。分析結(jié)果表明合成的化合物結(jié)構(gòu)和預(yù)期目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)一致。培養(yǎng)出一個典型化合物的單

4、晶并進行了X-ray衍射進一步證實了化合物的結(jié)構(gòu)。 對部分化合物進行了熱重(TG)和差熱(DSC)分析，以評價其熱穩(wěn)定性，結(jié)果表明這些化合物都在200℃以上開始分解，具有較好的熱穩(wěn)定性，在220～400℃迅速降解出現(xiàn)強的吸熱峰，與大多數(shù)高分子材料的熱降解溫區(qū)重疊，具有較好的阻燃配伍性，600℃時殘?zhí)苛吭?0％以上，具有較好的成炭作用。 將以上三個系列的化合物分別應(yīng)用于醇酸清漆、環(huán)氧樹脂(E-44)中進行初步阻燃性能測試。

5、在阻燃醇酸清漆時，當(dāng)添加量為1％時可使木條自熄時間在2s內(nèi)；按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB2408-80水平燃燒試驗將其應(yīng)用于環(huán)氧樹脂(E-44)中進行阻燃測試，大多數(shù)化合物在添加量為10％時，均能達到自熄的效果，樣條的燃燒長度在10～25mm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，無熔滴、彎卷現(xiàn)象，發(fā)煙量小，是較好的膨脹型阻燃劑。阻燃效果第三系列優(yōu)于第一和第二系列，這可能是因為第三系列化合物不但具有對稱的分子結(jié)構(gòu)，而且分子中含有更多