N,N'-二(二乙氧基硫代磷酰基)-1,4-苯二胺的合成、晶体结构及热性能研究

通过二乙氧基硫代磷酰氯与对苯二胺反应生成了标题化合物N,N'-二(二乙氧基硫代磷酰基)-1,4-苯二胺,并应用元素分析,FTIR及1H NMR对标题化合物进行了表征.利用X射线单晶衍射测定了其晶体结构,同时应用TG分析法对其热性能进行了分析.标题化合物的相对分子质量Mr=412.42,为正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数为a=0.86936(16)nm,b=1.2787(2)nm,c=1.8897(3)nm,β=90°,V=2.1006(7)nm3,Z=8,Dc=1.304g/cm3,μ(MoKα)=0.425mm-1,F(000)=872,S=1.052.最终偏离因子R=0.0628,wR=0.1860,可观测衍射点1852个[I>2σ(I)].该晶体通过对苯二胺连接并以中心对称分布,并形成层状结构,且存在弱的分子内氢键N—H…S.TG分析表明该化合物有很好的热稳定性及成炭性,通过其阻燃聚丙烯腈表明,该物质是一种高效能的膨胀型阻燃剂.

阻燃聚丙烯腈复合纤维的制备及阻燃性能研究

采用二氯化磷酸苯酯(PDCP)和聚乙烯亚胺(PEI)合成了一种富含多氨基结构的P/N协效阻燃剂PEPP。通过溶液共混法将非水溶性PEPP与聚丙烯腈(PAN)纺丝液共混,以含FeCl_(3)溶液为凝固浴,经湿法纺丝技术得到阻燃PAN复合纤维(Fe/PEPP/PAN)。随后,通过X-射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TG)和UL-94测试等对这两种阻燃材料的结构和阻燃性能进行了研究。结果表明,在UL-94测试中Fe/PEPP/PAN可达V-0等级,总释放热量(THR)和热释放速率(HRC)分别下降18%和45%。总之,基于阻燃剂PEPP和Fe^(3+)的协同阻燃作用,Fe/PEPP/PAN纤维具有良好的阻燃性能。

生物基共混阻燃聚乙烯醇的研究进展

聚乙烯醇(PVA)以其良好的生物相容性、无毒、可降解等特性而在纺织、医疗卫生等领域得以广泛应用,但其极易燃烧的缺陷限制了其广泛应用,开发阻燃PVA意义重大。具有无毒、绿色环保等优点的生物基阻燃剂近年来备受青睐,有着良好的发展前景。综述了多糖类、多酚类、植酸等生物基材料共混在PVA阻燃改性中的应用及研究进展,并通过对比阻燃指标参数,分析了不同生物基材料阻燃效率的差异,最后对生物基材料应用于PVA阻燃的研究进行了总结和展望,指出生物基阻燃剂向低成本、环保、高效的方向发展。

N,N-二(5，5．二甲基-2-磷杂-2-硫代-1，3-二噁烷-2-基)乙二胺在空气中的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究了N,N′-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺(DPTDEDA)在空气中的热分解动力学,利用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对DPTDEDA进行了动力学分析,求出了该物质两个主要的热分解阶段的热分解动力学参数,同时利用Coats-Redfern法、Achar法研究了该物质的热分解机理.结果表明,用Friedman法所求得的两个热分解阶段的表观活化能的平均值分别为128.03和92.59kJ·mol-1;而Flynn-Wall-Ozawa法所求得的两个热分解阶段的表观活化能的平均值分别为138.75和106.78kJ·mol-1.由Coats-Redfern法、Achar法得出DPTDEDA在空气中的热分解过程虽主要分为两段反应,但经过推理其反应机理函数却是相同的,为f(α)=3/2(1-α)4/3[(1-α)-1/3-1]-1.

金属螯合型P-N协效阻燃剂的合成及其阻燃聚丙烯腈复合纤维研究

以生物质酒石酸与六氯环三磷腈为原料,合成了一种含有多金属螯合位点的环保型P/N型协效阻燃剂(HCTA)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对HCTA结构进行了表征。然后将HCTA与聚丙烯腈(PAN)纺丝液共混,以含Cu^(2+)溶液为凝固浴,经湿法纺丝工艺制备阻燃PAN复合纤维(PAN/HCTA@Cu)。利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对PAN/HCTA@Cu纤维截面进行研究,并通过极限氧指数(LOI)与燃烧测试表征了PAN/HCTA@Cu的阻燃性能。结果表明,阻燃剂HCTA和Cu^(2+)在PAN基体中分散均匀,拥有良好的相容性。PAN/HCTA@Cu极限氧指数高达31.7%,在离火后迅速自熄,阻燃性能优异,为开发环境友好型阻燃PAN复合纤维提供了一种新思路。

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的应用研究

以三氯硫磷、无水乙醇、对苯二胺为原料所合成的新型含磷、硫、氮的膨胀型阻燃剂(IFR),1,4-(O,O-二乙基硫代磷酰亚胺基)苯(DTPB)对聚丙烯(PP)进行阻燃,用热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)对阻燃PP的热性能进行了研究,利用氧指数仪测定了阻燃PP的极限氧指数(LOI)值,当阻燃剂含量为28%,LOI值为37.8%,并应用扫描电镜(SEM)对阻燃聚丙烯(FRPP)的残炭结构进行了研究,结果表明,该阻燃剂能够促进PP的成炭性,具有优良的阻燃PP性能。

织物阻燃涂层新工艺的研究进展

针对传统的织物阻燃处理一般采用添加含卤等阻燃剂,存在对环境危害大,应用范围相对小的不足,在备受国内外研究者关注的阻燃涂层工艺研究基础上,系统介绍了可赋予天然或合成纤维及其织物优良阻燃性能的各种新型阻燃涂层技术,即溶胶-凝胶法、层层自组装法以及生物大分子沉积技术,分别阐述了3种方法用于织物阻燃整理的具体工艺及其各自的国内外研究进展。与溶胶-凝胶和层层自组装技术相比,针对生物大分子沉积技术的研究相对较少,但其为纺织材料阻燃整理提供了一种新的可持续发展路线,也为织物阻燃涂层的设计提供了新思路。

N,N′-二(2-硫代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己基)乙二胺的合成及阻燃性能

以新戊二醇与PSCl3合成2-硫代-2-氯-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷（DDSP），再与乙二胺反应，合成了-种新型含有磷、氮、硫的阻燃剂：N，N’-二（2-硫代-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己基）乙二胺（DDPSN），用元素分析、FTIR、^1HNMR、MS测试技术对其结构进行了表征。采用热重（TG）分析，研究了反应物摩尔比、缚酸剂及催化剂、反应温度对DDPSN产率的影响。结果表明，所合成的标题化合物结构与预期一致．其初始热分解温度大于290℃，在1000℃时仍有24．5％的残炭率。新戊二醇与PSCl3摩尔比为1．75：1时。DDSP产率高达85％，而DDSP与乙二胺摩尔比为1：1．25时，DDPSN产率为89％；采用4-二甲氨基吡啶（DMAP）作为缚酸剂的效果优于吡啶和三乙胺，其加入量为新戊二醇质量分数的1％时．可使DDPSN产率提高到92％，反应温度以0～5℃为宜。其阻燃粘胶膜实验结果表明，DDPSN在粘胶中质量分数为18％时，极限氧指数（LOI）值可达28％．是-种效果很好的阻燃剂。由阻燃粘胶膜燃烧后生成的炭残渣的扫描电子显微镜（SEM）可知，炭残渣表面有很多隆起的泡状物，且试样的断面为蜂窝状结构，表明该阻燃剂为膨胀型阻燃剂。

N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究了N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺(DPTDEDA)在氮气气氛中的热分解动力学,利用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对DPTDEDA进行了动力学分析,求出了该物质的热分解动力学参数,同时利用Satava-Sestak法研究了该物质的热分解机理.结果表明,Kissinger法所求得的表观活化能为137.37kJ·mol-1,指前因子lnA=28.00;Flynn-Wall-Ozawa法所求得的活化能为139.83kJ·mol-1.DPTDEDA的热分解机理为相边界反应,其动力学方程为G(α)=1-(1-α)4,反应级数n=4.

阻燃PP纺粘无纺布的性能研究

研究了阻燃母粒法和整理法制得的阻燃PP纺粘无纺布的力学性能、热性能和阻燃性能。结果表明:阻燃母粒法制得的阻燃PP纺粘无纺布的断裂强力与PP纺粘无纺布的接近,但断裂伸长率要低,后整理法制得的纺粘无纺布的力学性能与PP纺粘无纺布的接近;两种方法制得的阻燃PP纺粘无纺布的热性能均优于PP纺粘无纺布,在1000℃左右时,有24.0%～33.2%的炭残渣,成炭性较好;两种方法制得的阻燃PP纺粘无纺布的阻燃性能良好,其中用阻燃剂B整理后的PP纺粘无纺布其阻燃效果优于阻燃剂A整理的PP纺粘无纺布。

粘胶纤维接枝含磷阻燃单体的研究

用含磷、硫的阻燃共聚单体O,O-二乙基-O-烯丙基硫代磷酸酯与粘胶纤维在四价铈离子作引发剂的条件下,通过自由基共聚的方式制备了含磷、硫的改性粘胶纤维。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线分析以及扫描电子显微镜(SEM)分析对所制备的改性粘胶纤维进行了表征及性能研究。结果表明,阻燃共聚单体接枝到了粘胶纤维的表面;改性后的粘胶纤维的热分解温度较未改性的粘胶纤维提前,且热性能显著提高。

甲基丙烯酸2-(二乙氧基硫代磷酰氧基)乙基酯的合成及应用

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯（HEMA）与O,O-二乙基硫代磷酰氯为原料,在三乙胺作缚酸剂,氯化亚铜（CuCl）作催化剂的条件下,合成了甲基丙烯酸2-（二乙氧基硫代磷酰氧基）乙基酯（DPTEM）阻燃剂,再与丙烯腈共聚得到了阻燃聚丙烯腈共聚物。在n（HEMA）/n（三乙胺）=1,m（CuCl）/m（HEMA）=0.01～0.02,反应温度0～5℃条件下,DPTEM的产率达82%;通过FTIR、1HNMR、MS测试技术表征了DPTEM的结构,证明产品结构正确。丙烯腈共聚物中w（DPTEM）=25%时,极限氧指数（LOI）值可达27。该工艺已通过中试,正在进行扩大化生产。

无卤阻燃聚丙烯腈纤维的制备及性能

为提高聚丙烯腈(PAN)纤维的阻燃性能,采用水合肼对PAN纤维进行直接化学改性的方式制备了阻燃PAN纤维,采用傅里叶变换红外光谱及X射线衍射对纤维结构进行了表征,利用差示扫描量热、热重分析对纤维的热性能进行了研究,通过极限氧指数仪及微型锥形量热仪对纤维的阻燃性能进行了研究,并对其力学性能进行了测试。结果表明,水合肼与PAN纤维反应生成了C=N键,改性后的PAN纤维的晶型发生了改变,结晶度下降,PAN的环化放热峰值温度下降约160℃,其阻燃性能及成炭性提高;改性后PAN纤维的断裂强度及断裂伸长率分别下降32.4%和30.6%,随着改性时间的延长,PAN纤维的阻燃性能显著提高,热释放速率(HRR)降低84.2%,且热释放速率峰值温度提高98.01℃。

含磷阻燃聚丙烯腈纤维的制备及其性能

为制备含磷无卤阻燃聚丙烯腈纤维,利用KOH水溶液对丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)无规共聚物(P(AN-co-VAc))纤维中的VAc单元进行选择性水解,再与O,O-二乙基磷酰氯进行磷酰化反应制得阻燃聚丙烯腈纤维。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热和热重分析法对阻燃纤维结构及热性能进行表征,利用扫描电子显微镜对阻燃聚丙烯腈纤维的炭残渣进行分析。结果表明:随水溶液pH值的升高,聚丙烯腈纤维中VAc单元迅速水解;聚丙烯腈纤维中VAc单元的存在使共聚纤维环化放热分解峰值温度增大,当VAc单元的质量分数为30%时,可达287℃,而阻燃聚丙烯腈纤维的该温度高达340℃;阻燃聚丙烯腈纤维在800℃时的炭残渣量高达48%以上,远高于共聚合聚丙烯腈纤维41%的残炭量,具有良好的成炭性。

无卤阻燃丙烯腈共聚物的制备及性能

以K2S2O8-NaHSO3氧化还原体系为引发剂,采用水相沉淀自由基聚合法合成丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)无规共聚物[P(AN-co-VAc)],然后在KOH水溶液中进行P(AN-co-VAc)中VAc单元的选择性水解,再与磷酸和尿素进行磷酰化反应,制备无卤阻燃丙烯腈共聚物.用核磁共振氢谱(1H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对聚合物结构及热性能进行表征,用凝胶渗透色谱(GPC)测定了P(AN-co-VAc)的分子量及其分布,并利用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对无卤阻燃丙烯腈共聚物的炭残渣进行分析.结果表明,VAc与AN发生共聚反应,制得了P(AN-co-VAc),随着KOH水溶液pH值的增大,P(AN-co-VAc)中VAc单元迅速水解;DSC分析结果表明,随着共聚物中VAc单元含量的增大,共聚物的环化放热分解峰值温度(T p)增大,当VAc单元的质量分数为25%时,T p最大值高达328℃,而阻燃丙烯腈共聚物的T p高达340℃;TGA分析结果表明,阻燃共聚物在800℃时的炭残渣量高达55%以上,远高于P(AN-co-VAc)的41%,具有良好的成炭性;炭残渣的FTIR及SEM结果表明,阻燃丙烯腈共聚物的阻燃属于凝聚相阻燃.

聚乳酸纤维及其非织造布的生产和应用

综述可生物降解环保型聚乳酸的合成、纺丝工艺和纤维性能及其非织造布的生产工艺,聚乳酸纺粘非织造布的性能及其在医疗卫生领域中的应用。

PAN纳米纤维的改性及其对铜离子的吸附性能

通过静电纺技术制备了聚丙烯腈共聚物(PAN)纳米纤维,并利用乙二胺对其进行化学改性,研究胺化纳米纤维膜对铜离子的吸附性能.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对纳米纤维膜的形态及性能进行了表征,探讨了p H、反应时间、初始浓度等因素对铜离子吸附性能的影响.结果表明:吸附容量分别随p H、反应时间及铜离子初始浓度的增大而增大,当p H达到5,反应时间为3 h,浓度达到100 mg/L时,吸附容量达到平衡.Langmuir与二级动力学模型更符合吸附反应,最大吸附量可达54 mg/g,根据热力学参数分析,此吸附为吸热反应;在进行6次的脱附-吸附后,胺化聚丙烯腈共聚物纳米纤维膜对铜离子仍然具有良好的吸附效果.

聚丙烯腈纤维阻燃改性研究进展

为有效地解决聚丙烯腈纤维及其织物易燃的问题,推进聚丙烯腈产品的产业化应用,对国内外聚丙烯腈阻燃改性的研究进展进行综述,介绍了阻燃聚丙烯腈纤维的阻燃机制以及5种主要阻燃改性方法,并对各类方法的特点以及制备阻燃聚丙烯腈纤维存在的问题进行阐述与分析;总结了现阶段国内外阻燃聚丙烯腈的研究现状,并对未来聚丙烯腈的阻燃改性研究进行展望。指出共混法、共聚法和化学改性法有望成为产业化的主要方法;随着环保理念逐渐加强,绿色无污染无卤阻燃纤维的研究也在不断深入,无卤阻燃聚丙烯腈纤维的开发将成为研究与产业化的重心。

聚丙烯腈无卤阻燃及其抑烟技术研究进展

为推进聚丙烯腈无卤阻燃技术的进一步发展,同时为聚丙烯腈无卤阻燃技术的科学研究与产业化应用提供参考,阐述了聚丙烯腈纤维及其织物的主要阻燃技术,常用无卤阻燃剂的类别及不同无卤阻燃剂的主要抑烟机制。综述了国内外聚丙烯腈无卤阻燃及抑烟技术的发展概况和最新研究进展。针对不同无卤阻燃剂的缺点提出了对应的解决方案和发展要求。分析了国内外聚丙烯腈无卤阻燃技术的发展差异,并提出了相应建议。展望了未来聚丙烯腈阻燃技术的发展,指出高效、抑烟、环保的阻燃整理技术将会成为未来阻燃聚丙烯腈研究领域的重要发展方向。

超高相对分子质量聚乙烯纤维的改性及其应用

超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维以其优异的性能而成为一种重要的高科技纤维品种,但由于本身的结构特点,使得其存在一定的性能缺陷而限制了应用范围。通过等离子体处理法、氧化法等各种物理和化学的方法对UHMWPE纤维表面进行改性处理,可不同程度改善其耐热、界面、抗蠕变等弱性。详细介绍了该纤维的改性方法及其在绳索类、防护用品以及其他方面的应用。