一种新型含磷硅阻燃剂的合成及在聚酯中的应用

摘要

本文合成了三种含磷阻燃剂，分别是非反应型阻燃剂2-(2-羟苯基)苯膦酸盐(HAPP-Na)及反应型阻燃剂[(6-氧-6-氢-二苯并-(c，e)(1，2)-氧磷杂已环-6-酮)-甲基]-丁二酸(DDP)和[(6-氧-6-氢-二苯并-(c，e)(1，2)-氧磷杂已环-6-酮)-乙基]-硅氧烷(DOPO-Si)，并将这三种阻燃剂应用到PET中。
　　 采用红外光谱(IR)、核磁共振对阻燃剂的化学结构进行了表征；采用极限氧指数仪和垂直燃烧仪对阻燃聚酯(FRPET)的阻燃性能进行了测定；采用热重分析仪(TGA)，差示扫描量热仪(DSC)分析了阻燃剂及FRPET的热性能，利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对FRPET的炭层形貌和元素进行了分析，并初步探讨了DOPO-Si的阻燃机理。
　　 研究结果表明：所合成的DOPO-Si阻燃剂，由于磷、硅协同作用，阻燃效果最好，极限氧指数达27.4，抗熔滴效果明显；阻燃剂DDP及阻燃剂HAPP-Na均具有一定的阻燃效果，但抗熔滴效果不明显。同时，所合成的DOPO-Si阻燃剂能够促进基体成炭，DOPO-Si中的Si元素在凝聚相中能够使生成的炭层结构致密而且稳定，残炭量增加。热降解动力学、TGA和EDS分析表明，DOPO-Si的阻燃机理主要是凝聚相成炭和气相协同阻燃。

目录

文摘

英文文摘

声明

前 言

第1章文献综述

1.1聚酯的应用领域

1.1.1纤维领域

1.1.2非纤维领域

1.2聚合物燃烧机理与阻燃机理

1.2.1燃烧机理

1.2.2阻燃机理

1.3阻燃剂的分类及特点

1.3.1卤系阻燃剂

1.3.2非卤系阻燃剂

1.3.3聚酯用阻燃剂

1.4阻燃聚酯的研究现状

1.5本研究的内容及目的

第2章HAPP-Na的合成

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料及来源

2.2.2主要设备与仪器

2.2.3 HAPP-Na的合成

2.3结果与讨论

2.3.1 HAPP-Na的结构分析

2.3.2 HAPP-Na的热性能分析

2.4本章小结

第3章DDP的合成

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1原料及来源

3.2.2主要设备与仪器

3.2.3 DDP的合成

3.3结果与讨论

3.3.1结构分析

3.3.2 DDP的热性能分析

3.4本章小结

第4章DOPO-Si的合成

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原料及来源

4.2.2主要设备与仪器

4.2.3 DOPO-Si的合成

4.3结果与讨论

4.3.1结构分析

4.3.2 DOPO-Si的热性能分析

4.4本章小结

第5章三种阻燃剂的阻燃性能比较

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1原料及来源

5.2.2实验装置

5.3 FRPET的制备

5.4性能测试

5.4.1极限氧指数测试

5.4.2垂直燃烧测试

5.4.3热失重测试

5.4.4热转变测试

5.4.5特性粘数测试

5.5结果与讨论

5.5.1 FRPET的阻燃性能分析

5.5.2 FRPET的热性能分析

5.5.3 FRPET的特性粘数分析

5.6本章小结

第6章DOPO-Si阻燃机理的初步探讨

6.1引言

6.2实验部分

6.2.1原料及来源

6.2.2测试仪器

6.3结果与讨论

6.3.1 FRPET的热性能分析

6.3.2炭层形貌和元素分析

6.4阻燃PET的热降解动力学研究

6.4.1热降解动力学分析

6.4.2热降解活化能分析

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读研究生期间发表论文

致谢