含偶氮苯和/或苯基磷酸酯基水性聚氨酯的光致异构和阻燃特性

摘要

本文以苯胺-2，4-二磺酸(Aniline-2，4-disulfonic acid)和N，N-二羟乙基苯胺(N-Phenyldiethanolamine)为原料，合成了偶氮扩链剂BAPBDA。同时，以9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、二乙醇胺（Diethanolamine）、甲醛水溶液为原料，反应得到具有阻燃性能的扩链剂DEOPO。并通过FT-IR以及1HNMR确定了两种小分子的结构。
　　以BAPBDA为扩链剂，聚四氢呋喃醚二醇(PTMG，Mn=2000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，4-丁二醇(BDO)以及亲水性单体2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)反应，以三乙胺(TEA)作为中和试剂得到了具有不同含量的BAPBDA的聚氨酯水乳液。并通过红外吸收光谱的分析，确定偶氮分子BAPBDA成功地引入了聚氨酯链中，而且BAPBDA的含量完全可调控。考察所得乳液的紫外吸收谱图和粒径分布结果。研究了紫外光对聚氨酯中偶氮单元中-N=N-结构变化以及对胶体粒子的影响。
　　以DEOPO为扩链剂，PTMG(Mn=2000)和IPDI、BDO以及亲水性单体N-甲基二乙醇胺(MDEA)反应，以乙酸为中和剂得到了具有不同含量的阻燃性单体DEOPO的聚氨酯水乳液。通过红外吸收光谱证实阻燃性单体DEOPO成功地接入了聚氨酯链中，但是其接入最大量低于7.5％（质量分数）。利用热重分析测试(TGA)和微尺度燃烧量热测试(MCC)考察了材料的阻燃性能。结果显示DEOPO含量的增加，聚氨酯PU1-PU3的阻燃性能得到了提高。具体表现为含有DEOPO的聚氨酯的PHRR值和Total HR值降低。
　　将BAPBDA和DEOPO同时作为扩链剂，PTMG(Mn=2000)和IPDI、BDO以及DMPA反应，以三乙胺(TEA)为中和剂得到了具有不同BAPBDA/DEOPO比例的聚氨酯水乳液。红外吸收光谱显示偶氮和阻燃单体成功地被引入了主链中。并研究了所得系列乳液的光致异构和阻燃特性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 偶氮类化合物简介

1．1．1 偶氮化合物

1．1．2 偶氮化合物顺反异构

1．1．3 偶氮高分子化合物

1．1．4 偶氮聚合物的特殊性能

1．2 阻燃材料

1．2．1 阻燃剂简介

1．2．2 反应型有机阻燃剂

1．2．3 反应型有机磷类阻燃材料

1．3 水性聚氨酯简介

1．3．1 水性聚氨酯的发展

1．3．2 水性聚氨酯的制备方法

1．3．3 水性聚氨酯的化学组成

1．3．4 影响水性聚氨酯性能的因素

1．3．5 水性聚氨酯分类

1．4 本文研究目标和内容

1．4．1 研究背景

1．4．2 研究内容

第二章 偶氮单体和阻燃剂单体的合成

2．1 4-{4-[Bis-(2-hydroxy-ethyl)-amino]-pheny lazo}-benzene-1，3-disul fonic acid(BAPBDA)的合成

2．1．1 试剂及仪器

2．1．2 实验方案

2．1．3 实验步骤

2．1．4 BAPBDA结构表征

2．2 阻燃单体DEOPO的合成

2．2．1 试剂及仪器

2．2．2 实验方案

2．2．2 实验步骤

2．2．3 DEOP0结构表征

2．3 本章小结

第三章 偶氮苯系列水性聚氨酯的合成与性能研究

3．1 实验方案

3．2 实验部分

3．2．1 主要实验试剂与仪器

3．2．2 主要官能团分析测试方法

3．2．3 含BAPBDA水性聚氨酯PTMG-BAPBDA-PUD合成步骤

3．2．4 PTMG-BAPBDA-PUD薄膜制备

3．2．5 测试仪器及方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 PTMG-BAPBDA-PUD薄膜傅立叶红外(FTIR)测试结果分析

3．3．2 经紫外光作用后的紫外-可见光谱(UV)测试

3．3．3 聚合物水乳液粒径测试分析

3．3．4 聚合物膜的接触角测试

3．4 本章小结

第四章 阻燃水性聚氨酯的合成和性能研究

4．1 实验方案

4．2 实验部分

4．2．1 主要试剂及仪器

4．2．2 实验步骤

4．2．3 测试仪器及方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 傅立叶红外光谱(FTIR)测试分析

4．3．2 阻燃聚氨酯乳液的热重分析(TGA)测试分析

4．3．3 微尺度燃烧量热(MCC)测试分析

4．4 本章小结

第五章 具有偶氮阻燃双功能水性聚氨酯的合成和性能研究

5．1 实验方案

5．2 实验部分

5．2．1 试剂

5．2．2 实验步骤

5．2．3 测试仪器及方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 傅立叶红外光谱(FT-IR)测试分析

5．3．2 经紫外光作用后的紫外-可见光谱(UV)测试

5．3．3 共聚型聚氨酯乳液的热重分析(TGA)测试分析

5．3．4 微尺度燃烧量热(MCC)测试分析

5．4本章小结

结论

参考文献

致谢

硕士期间完成的学术论文与取得的研究成果