《新型磷酸酯阻燃剂合成及其膨胀阻燃聚丙烯研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型磷酸酯阻燃剂合成及其膨胀阻燃聚丙烯研究（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、j 一 学校代码：1 0 2 2 5 学号：S 11 7 4 2 学位论文 新型磷酸酯阻燃剂合成及其膨胀阻燃聚丙烯研 指导教师姓名： 申请学位级别： 论文提交日期： 授予学位单位： 究 张胜强 李斌教授东北林业大学 硕士学科专业：高分子化学与物理 2 0 11 年0 4 月 论文答辩日期： 2 0 11 年0 6 月 东北林业大学授予学位日期： 答辩委员会主席： 论文评阅人： 东方厶栉素大学 D i s s e r t a t i o nf o rt h eD e g r e eo fM a s t e r S y n t h e s i so f aN o v e l P h o s p h
2、 a t eF l a m e R e t a r d a n t a n dI t sI n t u m e s c e n tF l a m eR e t a r d a n tP o l y p r o p y l e n e C a n d i d a t e ： S u p e r v i s o r ： A s s o c i a t eS u p e r v i s o r ： A c a d e m i cD e g r e e A p p l i e df o r ： S p e c i a l i t y ： D a t eo fO r a lE x a m i n a t
3、 i o n ： U n i v e r s i t y ： Z h a n gS h e n g q i a n g P r o f L iB i n M a s t e r C h e m i s t r ya n dP h y s i c so fP o l y m e r s J u l y , 2 0 1 1 N o r t h e a s t F o r e s t r yU n i v e r s i t y 眙 产fm叭 e ： d 勖础眵C一妇 心 昭 U R 摘要 摘要 近年来，由于对材料的抑烟、低毒性能要求日益严格，许多传统阻燃剂面临着困 境，而无卤含磷阻燃剂则以低烟、低
4、毒的特点给于它们的发展提供了良好的机遇。聚丙 烯( P P ) 作为通用塑料，有良好的化学稳定性和电绝缘性，氧指数仅为1 7 - 1 9 ，属于易 燃材料。因此，研发新型无卤磷系阻燃剂并提高聚丙烯的阻燃性能，已成为当今世界聚 内烯阻燃研究的热点。 本文以新戊二醇和三氯氧磷为基本原料合成2 氯2 氧5 ，5 二甲基1 ，3 ，2 二氧磷杂 环己烷( D O P C ) ，然后再与季戊四醇首次合成新型无卤磷系阻燃剂四( 5 ，5 二甲基1 ，3 二氧 杂环己内磷酰氧基) 新戊烷( D O P N P ) 。利用红外光谱( F T I R ) 、1 H N M R 、3 1 P N M R 、T G
5、 A 等 方法对其结构进行了表征，并对其热稳定性进行了分析。T G A 结果表明D O P N P 具有良 好的成炭能力，初始分解温度为2 3 6 4 。C ( 质量损失1 ) ，6 0 0 。C 时炭残余量为 4 1 2 ，8 0 0 。C 时炭残余量为2 2 9 。 D O P N P 与聚磷酸铵( A P P ) 、聚磷酸三聚氰胺( M P P ) 及协效剂4 A 分子筛( Z e o l i t e4 A ) 复配，构成新型膨胀阻燃剂( I F R ) ，将其用于聚丙烯阻燃。通过一系列的阻燃复配试验， 得出D O P N P A P P M P P 最佳复配比例为1 1 0 5 。以此
6、最佳比例的膨胀阻燃剂( I F R ) 添加到 聚丙烯( P P ) 中，探讨该膨胀阻燃体系对P P 阻燃性能的影响。通过阻燃测试对比实验表 明，D O P N P 作为炭源能用有效提高I F R - P P 的氧指数和U L 9 4 级别。当I F R 添加量为 3 0 w t 时，I F R - P P 的氧指数为31 3 ，达到U L 9 4V 0 级别。 利用T G A 、C O N E 、S E M 等手段研究和表征了I F R P P 复合材料的热降解行为、燃 烧行为和残炭形貌等。T G A 结果表明D O P N P A P P M P P 具有良好的成炭形成能力。它 的初始分解
7、温度为2 1 6 。C ( 质量损失1 ) ，6 0 0 9 C 时炭残余量为5 5 1 ，8 0 0 。C 时炭残 余量为4 7 5 ；C O N E 测试结果表明，D O P N P - A P P M P P 添加的P P 中，能有效降低P P 的热释放速率( H R R ) 、总热释放( T H R ) 、烟产生速率( S P R ) 、总烟产生量( T S P ) 和C O 生成 速率( C O P ) 等；力学性能和S E M 测试表明，D O P N P 能用有效促使I F R 在P P 中的分 散，并能获得更加致密、稳定的炭层。 关镑词阻燃；环状磷酸酯：聚丙烯；热降解；氧指数
8、A b s t r a c t A b s t r a c t M a n yt r a d i t i o n a lh a l o g e nc o n t a i n i n gf l a m er e t a r d a n t sa r ei nad i l e m m ad u et ot h es t r i c t r e q u i r e m e n to fl e s ss m o k ea n dp o i s o n ，t h i so f f e r sag o o do p p o r t t m i t yf o rt h ed e v e l o p m e
9、n to f h a l o g e n l i e ep h o s p h o r u sf a m er e t a r d a n t s A sak i n d o fi m p o r t a n tc o m m o np l a s t i c ， p 0 1 yp r o p y l e n e ( P P ) h a sg o o dc h e m i c a ls t a b i l i t ya n dg o o de l e c t r i c i t yi n s u l a t i o n H o w e v e r ，i ti s e a s yt ob u m
10、d u et oi t sl o w e ro x y g e ni n d e x ，o n l y17 19 S y n t h e s i so fn o v e lp h o s p h a t ef l a m e t c t a r d a i ；ta n dt h e i ri n t u m e s c e n tf l a m er e t a r d a n tp o l y p r o p y l e n eh a sb e c o m et h ew o r l d Sr e s e a r c h f o c u so ff l a m er e t a r d a
11、n tp o l y p r o p y l e n e I nt h i s p a p e r , t h e f i r s t c o m p o u n d o f 2 - c h l o r o - 2 - O X O 一5 ，5 - d i m e t h y l l ，3 ，2 一 d i o x a p k os p h o r i n a n e ( D O P C ) W a ss y n t h e s i z e do nb a s i so ft h em a t e r a l so fn e o p e n t y lg l y c o la n d p h o
12、 s p h o r u so x y c h l o r i d e T h e nD O P Cr e s p o n dw i t l lp e n t a e r y t h r i t o lt oo b t a i nan o v e lh a l o g e n - f r e e p h o s p h o r u s f l a m e r e t a r d a n t , t e t r a ( 5 ，5 一d i m e t h y l - l ，3 一d i o x a p h o s p h o r i n a n y l 一2 - o x y ) n e o p
13、e n t a n e ( D O P N P ) A n dt h es t r u c t u r eo fD O P N PW a sc h a r a c t e r i z e db yF T - I 1HN M R , 31PN M Ra n dT G A T h et h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i s ( T G A ) r e s u l t sd e m o n s t r a t et h a tD O P N P s h o w e dag o o dc h a r - f o r m i n ga b i l
14、i t y I t si n i t i a ld e c o m p o s i t i o nt e m p e r a t u r eW a s2 3 6 4 0 Cb a s e d o n1 m a s sl o s s ，a n di t sc h a rr e s i d u ew a s4 1 2w t a t6 0 0 0 C ，a n d2 2 9w t a t8 0 0 0 C ， r e s p e c t i v e l y n ef l a m er e t a r d a n c yo fan o v e li n t u m e s c e n tf l a m
15、 e r e t a r d a n t ( I F R ) s y s t e mc o n s i s t e do f D O P N P , A P P m e l a m i n ep o l y p h o s p h a t e ( M P P ) a n ds y n e r g i s t i ca g e n t ( 4 Az e o l i t e ) f o rP Pw e r e i n v e s t i g a t e d T h r o u g has e r i e so ff l a m e r e t a r d a n tc o m p o u n dt
16、 e s t ，t h eo p t i m a lf l a m er e t a r d a n t f o r m u l a t i o nW a sD O P N P A P P M P P = 1 10 5 T h e nt h ei n t u m e s c e n tf l a m er e t a r d a n t ( I F R ) w i t h t h eb e s tr a t i oW a sa d d e df o rP Pt os t u d yT h ef l a m er e t a r d a n c yp r o p e r t i e so fan o v e li n t u m e s c e n t f l m n el ct a r d a n tp o l y p r o p y l e n es y s t e m ( I F R - P P )
