六(2-烯丙基苯氧基)环三磷腈衍生物交联改性加成型液体硅橡胶的结构与性能

为了提高液体硅橡胶的性能,设计合成了一种活性六(2-烯丙基苯氧基)环三磷腈衍生物(HAPPCP)改性剂,研究了HAPPCP对加成型液体硅橡胶力学性能、热稳定性能、耐烧蚀性能及阻燃性能的影响。结果表明:相比于未改性体系,3份HAPPCP改性加成型液体硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率分别提升40.5%与204.4%,质量烧蚀率和线性烧蚀率分别降低了19.90%和55.70%,5份HAPPCP可使800℃的质量残留率提升由18.86%提升到30.15%;HAPPCP改性加成型硅橡胶的阻燃性能获得改善,使改性硅橡胶材料从易燃材料变为可燃材料,燃烧过程中总热释放速率下降、热释放速率峰值降低、释烟量下降,材料燃烧时的危险等级减轻。

聚(环三磷腈-间苯三酚)微球的制备及其在聚酯阻燃中的应用

为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻燃性能,以六氯环三磷腈(HCCP)和间苯三酚为原料制备聚(环三磷腈-间苯三酚)(PCTP)微球,将PCTP微球作为阻燃剂通过物理共混方式添加到PET中制备PET/PCTP复合材料,并借助热重分析仪、锥形量热仪、热重-红外联用仪、极限氧指数仪和万能材料试验机等对PET/PCTP体系的热稳定性、阻燃性能、力学性能和阻燃机制进行分析。结果表明:向PET中添加质量分数为2%的PCTP微球所制备的PET/PCTP2.0复合材料,其极限氧指数(LOI)从24.4%增加到31.1%,且UL-94达到V-0水平;相较于PET,PET/PCTP2.0复合材料的峰值热释放速率和总热释放量均显著降低(分别下降28.7%和17.7%),断裂强力下降13.3%,仍保持较好的力学性能;PET/PCTP复合材料在燃烧过程中可快速生成致密连续的炭层,隔绝可燃物内外的热量交换,同时释放出CO 2等不燃气体,稀释PET基材周围的氧气从而实现阻燃。

六氯环三磷腈基类聚合物的合成

在线状、环状聚磷腈类聚合物的主链结构中磷原子可以与不同的取代基相连接,使此类聚合物材料的物理、化学性质各不相同而表现出性能的多样性.本论文用碳酸钾为质子吸收剂,二氧六环做溶剂,以金属钠、六氯环三磷腈和一缩二乙二醇、二缩三乙二醇为原料,合成出以环状聚磷腈和缩乙二醇类为基本结构单元的二维网状聚合物:一缩二乙二醇缩聚环三磷腈[P3N3C l3(OCH2CH2OCH2CH2O)3]n和二缩三乙二醇缩聚环三磷腈[P3N3C l3(OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2O)3]n,并对其进行了表征,实验结果表明该类聚合物具有对酸(盐酸、硫酸和硝酸)、碱(氢氧化钠、氢氧化钾)和有机溶剂的耐腐蚀性.

六-(氨基苯氧)环三磷腈的合成

以六氯环三磷腈和对硝基苯酚为原料,合成了六-(4-硝基苯氧)环三磷腈,采用卢卡斯试剂或硼氢化钠成功将六-(4-硝基苯氧)环三磷腈还原成六-(4-氨基苯氧)环三磷腈,并用红外光谱和核磁共振氢谱进行了结构表征。六-(4-氨基苯氧)环三磷腈是一种具有无机核的多氨基有机化合物,可以用其合成超支化的化合物或用作耐高温环氧树脂的固化剂。

一步法合成混合取代含氟环三磷腈化合物及其热稳定性研究

以六氯环三磷腈为底物,八氟戊醇和间甲基苯酚为亲核试剂,采用简单的一步法合成了混合取代含氟环三磷腈化合物。与传统的分步法合成相比,一步法是所有亲核试剂一次性加入到反应体系中,按照亲核试剂与底物取代反应能力的强弱,通过调控亲核试剂浓度和反应时间控制其产物结构,减少了反应时间,缩短了反应步骤。作为对比,还合成了八氟戊醇和间甲酚单一基团全取代的两种环三磷腈化合物。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振磷谱(^(31)P NMR)对产物的结构进行了表征,结果表明一步法合成的混合取代产物中八氟戊氧基和苯氧基的基团占比分别为49%和51%,而分步法为34%和66%。数均相对分子质量(M_(n))测定结果表明,分步法和一步法产物的数均相对分子质量分别为1230和1356,表明一步法合成的环三磷腈产物中侧链八氟戊氧基大相对分子质量基团较多,与^(31)P NMR结果一致。此外热失重(TG)结果表明,一步法和分步法样品在N_(2)气氛热失重50%的温度分别为333和365℃,热稳定性的提高与其分子结构中苯氧基的比例增大密切相关。

六对羧基苯氧基环三磷腈的合成及其热性能

采用两步法合成了六对羧基苯氧基环三磷腈(HCPCP)。以六氯环三磷腈和对羟基苯甲醛为原料,利用亲核取代反应制得六对醛基苯氧基环三磷腈(HAPCP),再用KMnO4氧化法合成HCPCP。通过红外光谱仪、高效液相色谱仪、核磁共振仪及元素分析确证了产物的结构;用TGA和DSC测试技术对其热性能进行分析。结果表明,HCPCP对ABS树脂有良好的阻燃作用,添加量30%时,阻燃ABS树脂氧指数提高至25%。

聚氨基环三磷腈的制备及性能分析

对氨基环三磷腈的缩聚及缩聚物的性能进行了研究.结果表明,氨基环三磷腈的取代度对其缩聚有显著的影响.随取代度的增大,聚合产率先增大后减小,游离氯、结合氯含量均逐渐减少,而溶解度、吸湿性逐渐增大.氨基环三磷腈的较佳缩聚条件是：氨基环三磷腈的取代度为92.6％,聚合温度为178～182℃,聚合时间为0.5h.在此条件下,产品的产率为94.32％,总氯含量为2.05％,磷含量为50.89％,氮含量为43.38％,氢含量为3.68％,溶解度为1.05 g（100mL水中）,在相对湿度为50％～60％时,吸湿率为5.9％.聚氨基环三磷腈主要由氨基环三磷腈的二聚体、三聚体、四聚体和五聚体组成,其中以三聚体为主.聚氨基环三磷腈阻燃元素磷、氮含量高,热稳定性较好,近于中性,适合作为阻燃剂.

阻燃剂六(4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基)环三磷腈的合成及对ABS树脂的阻燃

以六氯环三磷腈为原料，与香兰醛发生亲核取代反应制得六（4-甲酰基-2-甲氧基苯氧基）环三聚磷腈（I），I再与取代酰肼反应得到相应的六（4-酰腙基-2-甲氧基苯氧基）环三磷腈类化合物（IIa—IIg），利用IR、1HNMR．13CNMR、ESI．Ms和元素分析对化合物的结构进行了表征；并用化合物（IIa—IIg）对ABS树脂进行阻燃处理，测试了其限氧指数和UL94垂直燃烧性能。结果表明，化合物（Ⅱa～11g）对ABS树脂均具有显著地阻燃效果，化合物11e、IIf阻燃效果最好。

羟基环三磷腈衍生物阻燃剂的合成和性能研究

通过三聚氯化磷腈分子中的氯原子被丙氧基、乙醇胺基取代,反应制得三丙氧基–三乙醇胺基环三磷腈衍生物(HP)。然后使用该产物配以其他助剂,对棉织物进行阻燃整理,测试阻燃性能。实验结果LOI达30.5%和高的炭化量表明此衍生物具有优越的阻燃性能。

新型无卤阻燃剂六苯胺基环三磷腈的合成

由五氯化磷和氯化铵合成了六氯环三磷腈(Ⅰ),通过亲和取代反应由苯胺和Ⅰ合成了六(苯胺基)环三磷腈(Ⅱ),对反应条件进行了优化,并对化合物Ⅰ、Ⅱ进行了元素分析、IR谱和质谱表征。用化合物Ⅱ与ABS树脂共混制备了阻燃ABS树脂,测试了其氧指数和力学性能等指标。

苯氧基环三磷腈的合成及表征

以苯酚、六氯环三磷腈(HCTP)、氢氧化钠为原料合成了苯氧基环三磷腈(PCPZ),考察了苯酚与HCTP摩尔比、反应时间、温度对PCPZ产物收率的影响,并采用傅立叶变换红外光谱、1H和13C核磁共振、X射线衍射分析、热重分析、示差扫描量热分析对产物进行了表征。研究表明,以四氢呋喃为溶剂,采用等摩尔的氢氧化钠与苯酚,摩尔比为7.2∶1的苯酚与HCTP,反应温度65℃,反应时间48h,可得到产率为95%的PCPZ。

三邻苯二胺基环三磷腈的合成及在EVA中的阻燃研究

以六氯环三磷腈和邻苯二胺为为起始原料,甲苯为溶剂,三乙胺为缚酸剂,一步法合成三邻苯二胺基环三磷腈(HACTP)。采用HPLC、FT-IR、MS、31P-NMR和1H-NMR对化合物进行了表征。所得HACTP和聚磷酸铵(APP)、阻燃协效剂复配成膨胀型阻燃剂(IFR),添加到EVA材料中进行阻燃研究。通过对不同配方的试验,得到阻燃效果较好的阻燃剂配方:HACTP为32.84%,APP为50.04%,阻燃协效剂为17.12%。用该配方阻燃的EVA,LOI为36.8%,拉伸强度为5.46 MPa,断裂伸长率为594.95%,整体性能优良。

超声波法合成六(4-硝基)酚氧基环三磷腈

以六氯环三磷腈和对硝基苯酚为原料,在超声波辐射下合成了产品六(4-硝基)酚氧基环三磷腈,并经熔点测定,红外光谱谱图分析,表征此合成产品为六(4-硝基)酚氧基环三磷腈。考察了反应时间对产品收率的影响。结果表明,反应时间只需20 min,产品收率就达80%,而传统方法合成此产品反应时间需4320 min,改进方法也需90 min。

六苯胺基环三磷腈合成工艺的改进

对以六氯环三磷腈和苯胺为原料,三乙胺为缚酸剂合成六苯胺基环三磷腈进行了研究。结果表明,溶剂类型和用量是影响六苯胺基环三磷腈合成的关键因素。氯苯是较理想的溶剂,且其用量愈小,产品产率愈高。较理想的合成条件是:n(六氯环三磷腈)∶n(苯胺)∶n(三乙胺)=1∶7.2∶6.6,m(六氯环三磷腈)∶m(氯苯)=1∶3.5,反应温度90℃,反应时间15h。在以上条件下,产品的产率为80.42%,熔点为268~270℃,含量接近95%(^(31)P NMR法)。该方法具有工艺简单、条件温和、产品产率及质量高等优点。

羟基环三磷腈衍生物阻燃剂的合成和性能研究

通过六氯环三聚磷腈分子中的氯原子被丙氧基、乙醇胺基取代,反应制得三丙氧基?三醇乙胺基磷腈衍生物(HP)。然后使用该产物配以其他助剂,对棉织物进行阻燃整理,经测试:LOI达30.5%,表明此衍生物具有优越的阻燃性能。

烯丙胺基五甲氧基环三磷腈的合成及阻燃分析

采用六氯环三磷腈、烯丙胺及甲醇钠作为基础原料,得到最终产物烯丙胺基五甲氧基环三磷腈。对产物的合成进行了研究,结果表明,最佳反应条件:以四氢呋喃作为溶剂,物料比为n(六氯磷腈)∶n(烯丙胺)∶n(甲醇钠)=1∶1∶5.4,以5℃为阶梯式升温,在55℃下回流反应6 h,烯丙胺基五甲氧基环三磷腈化合物产率为86.1%。通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)进行表征,证实了产物的结构,通过差热分析(TG-DTA)证明其具有良好的热稳定性。将产物应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中,进行极限氧指数的测试(LOI),结果表明,不管单独应用于PBT或是与MCA复配后再应用,烯丙胺基五甲氧基环三磷腈化合物均能有效改善PBT的易燃性,使其具有良好的阻燃作用。

环三磷腈衍生物的合成及其阻燃环氧树脂应用研究

合成了六(4-甲氧基苯氧基)环三磷腈(HMPCP)和六(4-羟基苯氧基)环三磷腈(HHPCP)。将HMPCP和HHPCP应用于TDE-85环氧树脂中,研究添加两者后环氧树脂的阻燃性能,结果表明HHPCP阻燃效果优异,添加8%(wt,质量分数,下同)HHPCP的环氧树脂氧指数从18.2%提高至23.7%,450℃时残炭率高达12%;HHPCP阻燃机理为膨胀阻燃机理。

烷氧基环三磷腈共混改性阻燃粘胶纤维阻燃机理研究

采用45°倾斜燃烧法、极限氧指数（LOI）法、差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）等方法测试并研究了烷氧基环三磷腈共混改性阻燃粘胶纤维的燃烧性能和热性能.结果表明,所制备的共混改性纤维的极限氧指数LOI≥28,按日本工业标准JIS 1091-77的阻燃标准,接火次数≥3次,为耐久性阻燃粘胶纤维.对阻燃粘胶纤维的热分解机理研究表明,所加入的阻燃剂具有催化脱水的作用,于290℃左右开始发生化学反应,能促使纤维素提前30℃～40℃开始分解并脱水炭化,使纤维热失重率减少12%左右,阻燃粘胶纤维残留质量增加16%,具有凝聚相阻燃机理,同时具有吸热阻燃和气相阻燃等多重的阻燃作用.

六氯环三磷腈的合成

在文献的基础上，以对称四氯乙烷做溶剂，五氯化磷和氯化铵为原料，合成了六氯环三磷腈[（NPCl2）3]，并对合成方法进行了改进，提高了收率，缩短了反应时间。

六氯环三磷腈的合成及对木材的阻燃研究

以氯化铵和五氯化磷为原料,氯苯做溶剂,采用复合催化剂合成了产品六氯环三磷腈.以六氯环三磷腈为阻燃剂,采用常压浸注和热-冷浸注结合法,对木材进行了阻燃处理,并利用氧指数,剩炭率,热分析等分析手段对其热降解行为进行了表征.结果表明,经过阻燃处理的木材其氧指数和剩炭率比未经处理的木材明显升高,而热分解温度下降.