赛克改性三聚氰胺甲醛树脂的合成及协效阻燃作用

采用固相合成法,通过六羟甲基三聚氰胺(HMM)与赛克醚化和缩聚合成了赛克改性三聚氰胺甲醛树脂(简称赛改树脂),并通过红外光谱和固体13C NMR表征了其结构。其较佳的合成条件:n(HMM)∶n(赛克)=1∶2.50,反应温度130℃,反应时间4 h。在此条件下,产品的质量产率为86.2%,水溶性为0.177 g·(100 mL)^(-1)水;赛克树脂的初始热稳定性、成炭能力和对聚丙烯(PP)的协效阻燃作用均好于HMM和赛克,例如HMM、赛克和赛改树脂的T5%分别为149、245和291℃,750℃时的残余率分别为9.48%、0.30%和12.14%,阻燃PP达到V-0级时,聚磷酸铵(APP)/赛改树脂、APP/HMM和APP/赛克的最小添加量分别为24%、34%和26%。PP/APP/赛改树脂的耐水性也明显好于PP/APP/赛克。

哌嗪基超支化三嗪成炭剂的合成及表征

以NaOH为缚酸剂,水为溶剂,在OP^(-1)0存在下,通过三聚氯氰与哌嗪缩聚合成了哌嗪基超支化三嗪成炭剂,并通过热重分析研究了它们的热稳定性和成炭性。结果表明,其较佳合成条件:n(三聚氯氰)∶n(哌嗪)∶n(NaOH)=1.0∶1.5∶3.0,w(三聚氯氰)∶w(水)∶w(OP^(-1)0)=1.0∶2.7∶0.09,10~15℃缩合2.5 h,50~55℃缩合2.5 h,90~95℃缩聚6 h。在以上条件下,产品的产率、氯含量和水溶性分别为97.3%、0.55%和0.21 g·(100 mL)^(-1)水,产品的热稳定性和成炭性良好。该合成方法不采用低沸点溶剂,不仅减少了污染、安全性更好,而且合成工艺和设备更加简单。

赛克丁二酸聚酯的合成及协效阻燃作用

以丁二酸酐和赛克(THEIC)为原料,通过熔融缩聚合成了赛克丁二酸聚酯。n(THEIC)∶n(丁二酸酐)=0.8∶1.0、聚合温度为(180±5)℃、聚合时间为4 h、m(浓硫酸)∶m(反应物)=5∶100的条件下,产品产率为95.1%,水溶性为0.18 g/100 mL水。通过垂直燃烧实验和极限氧指数测定评价了赛克丁二酸聚酯与聚磷酸铵对聚丙烯(PP)的协效阻燃作用,并与赛克、赛克马来酸聚酯和赛克对苯二甲酸聚酯进行了比较。结果表明,赛克聚酯对PP的协效阻燃作用均明显差于赛克,但用前者制得的阻燃PP的耐水性明显好于后者;丁二酸聚酯和马来酸聚酯的协效阻燃作用无明显差异,均明显好于对苯二甲酸聚酯,但用马来酸聚酯制得的阻燃PP呈棕黄色,而用其他2种制得的阻燃PP为白色。

焦磷酸哌嗪的合成及表征

通过二磷酸哌嗪的催化缩合合成了焦磷酸哌嗪,并通过红外光谱、固体核磁共振磷谱和碳谱表征结构。较佳的合成条件为m(二磷酸哌嗪)∶m(催化剂A)=1∶(0.012~0.015),反应温度和时间分别为210℃和5 h,产品经甲醇洗涤提纯。该条件下,缩合和洗涤的总产率约为88%,产品的水溶性为0.15 g/100 mL水。该方法具有工艺简单、产品产率高、水溶性小及颜色白等优点。热重分析结果表明,合成出的产品具有良好的热稳定性和成炭性。

哌嗪基超支化和线型三嗪成炭剂的性能比较

通过热重分析、阻燃性能及力学性能测试,比较了哌嗪基超支化和线型三嗪成炭剂的性能。结果表明:与线型三嗪成炭剂相比,哌嗪基超支化三嗪成炭剂的热稳定性、对聚丙烯(PP)协效阻燃作用较好,抑制PP热裂解、燃烧火焰传播及火灾强度的协效能力均较好。超支化三嗪成炭剂的末端哌嗪单元可以与聚磷酸铵(APP)发生阳离子交换,形成了具有交联结构的改性APP,提高了其与PP的相容性,使得其阻燃PP的耐水性和力学性能明显好于线型三嗪成炭剂。