煤自燃环境磷氮系抑爆剂抑制多元可燃气体爆炸机制研究

利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学反应动力学模型,共61种组分和259步基元反应。根据模拟计算得到多元可燃气体各关键组分摩尔分数变化、反应平衡时温度变化、氢自由基和羟基自由基摩尔分数变化、温度敏感性系数变化等数据,探究关键抑爆组分并对其反应路径进行分析,揭示抑爆剂的抑爆机制。结果表明,ABC和MCA均对多元可燃气体有较好的抑爆效果,且抑爆效果随ABC和MCA比例的增加而增强,ABC抑爆效果优于MCA。两种抑爆剂皆可通过促进H基和OH基结合,生成更加稳定的H_(2)O从而达到抑爆效果,其中ABC的主要抑爆机制为HOPO和PO_(2)形成2HOPO⇔PO_(2)抑制循环,消耗大量H基与OH基生成更稳定的H2O,切断链式反应从而抑爆;MCA的主要抑爆机制为HNCO消耗H基和OH基生成H_(2)O,切断链式反应从而抑爆。

席夫碱式磷氮膨胀型阻燃剂的制备及应用

采用一步法将对苯二甲醛分别与二乙烯三胺和4,4’-二氨基二苯甲烷反应生成聚席夫碱,再通过加成反应在席夫碱分子链中加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物,制备了两种新型的磷氮膨胀型阻燃剂PED和PDD,并对两种阻燃剂进行了表征。通过差示扫描量热仪发现这两种阻燃剂与尼龙6(PA6)有很好的相容性。当这两种阻燃剂与PA6熔融共混时,表现出良好的阻燃性能。当添加量为15%时,PA6复合材料达到UL94 V-0级,极限氧指数分别为27.2%和27.6%,600℃时的残炭量分别为2.3%和5.3%,PDD体系表现出更好的阻燃性能。扫描电子显微镜观察到炭渣表面致密,致密的结构很好地阻止了热量传递,保护了基体内部。动力学分析表明,阻燃剂的加入并没有牺牲PA6的稳定性,而且提高了材料的阻燃性能。同时,PDD阻燃复合体系表现出了更好的稳定性。

磷氮铝协同阻燃低烟无卤聚烯烃材料性能研究

以乙烯-醋酸乙烯共聚物/乙烯-α-烯烃的共聚物(EVA/POE)为基材,磷氮系无卤阻燃剂(HF-601AE)复配表面改性氢氧化铝(ATH)为阻燃体系,采用熔融混合法制备一种热缩管用无卤阻燃聚烯烃材料,研究不同配比下复合材料的极限氧指数、力学性能、电性能的变化规律,通过热失重分析(TGA)及对燃烧残炭形貌表征探究复合材料的阻燃机理。结果表明:聚烯烃材料为50份、阻燃剂HF-601AE为35份、ATH为20份制备的2^(#)试样力学性能最优,拉伸强度为7.1 MPa,断裂伸长率为502.86%,极限氧指数为37.2%,满足EN45545-2 R22类HL3阻燃等级要求;在371.5℃时热失重速率达到-18.11%/min,燃烧后残炭量较低,炭层无空穴及孔洞,综合性能最优。

磷氮复合阻燃剂DMS的合成及其阻燃增韧PLA

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对苯二甲醛(TPA)和三聚氰胺(ME)合成了磷氮复合阻燃剂(DMS)。傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试证明了DMS的成功制备。热重分析(TGA)结果表明,DMS具有较好的热稳定性与优秀的成炭能力。将聚乳酸(PLA)、DMS、热塑性聚酯弹性体(TPEE)与增容剂环氧大豆油(ESO)共混制备了阻燃增韧PLA复合材料。添加质量分数为1%DMS、5%TPEE、5%ESO的PLA复合材料,其极限氧指数(LOI)为30%,UL-94垂直燃烧测试中达到V-0等级。锥形量热(CCT)测试结果显示,峰值热释放速率(PHRR)和总热释放(THR)相比于纯PLA大幅度下降,表明DMS具有优异的阻燃能力;其冲击强度相比纯PLA提升了291%,表明TPEE对于PLA具有较好的增韧作用。扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(LRS)测试表明,DMS的添加可以促使PLA复合材料形成连续致密的炭层。

磷氮溴阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

合成了一种磷氮溴阻燃剂(115F),用其对2种聚丙烯(PP-A和PP-B)进行阻燃改性。结果表明:当115F和二甲基二苯基丁烷的质量比为9∶1时,复合阻燃剂的阻燃效果满足要求,且比无卤阻燃剂和卤锑阻燃剂好。当滑石粉质量分数为20.0%时,2种阻燃PP的UL94阻燃等级为V-2级,离火即熄,符合要求;当硫酸钡质量分数为25.0%时,阻燃PP-A的UL94阻燃等级为V-2级,离火即熄,符合要求;当硫酸钡质量分数为30.0%时,阻燃PP-B的UL94阻燃等级为V-2级,符合要求;加入增韧剂会降低阻燃PP的阻燃性能,实际应用中要控制其用量。

4,4′-硝基苯基偶磷氮酰苯胺的合成

在2-甲基吡啶存在下,通过对-硝基苯胺与三氯化磷的作用合成了相应的偶磷氮基化合物。其结构通过IR、HNMR、MS等加以确证。

水田土壤溶液磷氮的动态变化及潜在的环境影响

通过模拟试验装置定位研究了稻 -麦轮作条件下稻季土壤溶液的磷、氮含量变化 ,结果表明 :(1)在施肥后的 6 0 d内田面水溶解性总磷 (DTP)含量受施肥量的影响 ,尤其是施肥后 10 d内是磷素流失的高风险期 ;(2 )磷的垂直渗漏 (70 cm深处 )高峰发生在施肥后 3～ 10 d时期 ,渗漏量和施肥量的关系不明显 ,磷在两个稻季的平均渗漏损失量分别为 0 .11、0 .0 71kg/ hm2 ;地下排水会增加磷的垂直渗漏 ;磷在表层、2 0、4 0、6 0、70 cm土层土壤水中的含量基本呈下降趋势 ;(3)田面水溶解性总氮 (DTN)含量在施肥后 10 d内受施肥量的影响 ;(4 )氮的渗漏以 NO- 3为主 ,两个稻季氮的平均渗漏损失量分别为 3.2～ 4 .5、4 .6～ 2 8.0kg/ hm2 ,高量磷肥会减少氮的渗漏 ,土壤中原有的和施入的氮素在整个稻季均存在随地表径流和渗漏流失从而污染地表水和地下水的风险。总之无论氮素或磷素 ,施肥后 10

磷氮配施对小麦籽粒蛋白质组分含量和面团特性的影响

【目的】试图阐明磷氮配施对小麦籽粒蛋白质品质的影响。【方法】以蛋白质品质差异较大的小麦强筋型品种藁城8901和弱筋型品种山农1391为材料,进行磷氮配施田间试验,测定籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化和面团的流变学特性。【结果】藁城8901在施225kg·ha-1氮肥水平下,与不施磷肥相比,增施磷肥的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白及谷蛋白大聚合体含量提高,吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值增加,公差指数降低。施P2O5240kg·ha-1处理较施P2O5120kg·ha-1处理的相应效果降低。藁城8901在不施氮肥、山农1391在不施氮肥及施225kg·ha-1氮肥水平下,随磷肥用量增加清蛋白和球蛋白含量提高,醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白和谷蛋白大聚合体含量降低;吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值下降,公差指数升高。【结论】不同品种在不同供氮水平条件下,增施磷肥时,小麦籽粒蛋白质及其各组分含量、面团流变学特性等变化的趋势不同。对强筋型品种藁城8901,在保证氮肥供应的基础上适量增施磷肥可提高其加工品质;对弱筋型品种山农1391,增加磷肥用量有利于其加工品质的改善。

新型含磷氮硫阻燃剂的合成及其在聚氨酯中的应用

以新戊二醇、三氯氧磷、硫氰酸钾和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇为原料制得含磷氮硫三种阻燃元素的新型膨胀型阻燃剂(PNSIFR),并将其应用于热塑性聚氨酯(TPU)的阻燃改性。通过核磁氢谱(1H NRM)和红外(IR)对阻燃剂结构进行表征,采用TGA和氧指数(LOI)对PNSIFR的阻燃效果进行测试,结果表明,PNSIFR可促进TPU成炭,并在阻燃剂添加量为10%时达到最高的极限氧指数。

磷氮系膨胀型阻燃剂阻燃性能的热重分析

膨胀型阻燃体系因其高效低毒的特性而受到广泛的关注。研究了以二氨基双酚A、三氯氧磷和三聚氰胺为原料合成磷酰胺类磷氮系膨胀型阻燃剂的反应条件,并用热重分析和灼烧实验方法初步研究了它对杨木粉的阻燃特性。结果表明:用乙醚作分散介质,二氨基双酚A、三氯氧磷、三聚氰胺的摩尔比为 1∶3∶8,回流时间 5h的条件下,磷氮系膨胀型阻燃剂的得率较高、产品质量好;热重分析表明,杨木粉经磷氮系膨胀型阻燃剂处理后,炭化阶段的峰温有所下降,活化能减小,速率常数变大,残余炭量由 22. 5%增加到 36. 3%,增加比例达到 61. 3%;灼烧实验表明,低于 230℃时,经磷氮系膨胀型阻燃剂处理的杨木粉的灼烧失重大于对照样品,而在高于 230℃以后,阻燃处理杨木粉的灼烧残余质量大于对照样品;经阻燃处理后 350℃残余量由 24. 9%增加到 38. 4%,比对照样增加 54. 2%; 600℃残余量由 7. 3%增加到 22. 3%,比对照样增加 205%;灼烧残渣为黑色泡沫炭层,具有金属光泽。因此,该阻燃剂在受热时能有效地促使木材形成更多的木炭,并形成石墨样光泽的泡沫炭层。

新型正极材料三硫代环磷氮烯无机聚合物的合成

采用缩合聚合方法合成了新型三硫代环磷氮烯无机聚合物[(NPS3)3]n,利用红外光谱测试与元素含量分析技术证明了[(NPS3)3]n的分子结构与组成,并对聚合物材料的粒度、比表面积及微观形貌进行了考察。TG/DTA实验证明材料在200℃以下具有良好的热稳定性。循环伏安测试表明[(NPS3)3]n正极材料在锂电池体系具有2.15V的电化学还原电位和2.45V的电化学氧化电位,经充放电循环实验观察,材料的首次放电容量达到749.0mAh·g-1,与理论容量(759.0mAh·g-1)十分接近;经过50次充放电循环后,放电容量保持在674.8mAh·g-1,具有很高的使用容量和优秀的循环性能。

新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用

以苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氮阻燃剂——聚苯基磷酰哌嗪(1),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明:添加7%的1时,2的LOI值为34.8%。

新型磷氮阻燃剂对尼龙6的阻燃作用

研究了一种基于烷基次磷酸铝的新型磷氮阻燃剂(OP)对尼龙6(PA6)的阻燃作用。试验结果表明:该阻燃剂对PA6具有良好的阻燃作用,当其添加质量分数为25%时,PA6的氧指数(LOI)大于30%,阻燃级别达到FV-0级,燃烧时材料的热释放速率、质量损失速率和总热释放量明显降低。热重分析结果表明:OP改变了PA6的热降解过程,使之成炭化学反应提前,形成的炭层通过隔热和隔氧而产生阻燃作用。添加OP对材料的机械性能有些影响,如弯曲强度和弯曲模量有所增加,而拉伸强度和冲击功有所下降,但影响不大。

乙烯基磷氮类阻燃剂在蚕丝织物上的应用

为探究自制的乙烯基磷氮类阻燃剂(PN)接枝蚕丝织物的阻燃效果,研究了工艺因素对蚕丝织物接枝率的影响及接枝率与阻燃效果的关系,对整理后蚕丝织物的阻燃耐久性、燃烧后的炭渣形态、磷氮元素含量及织物的物理性能、染色性能进行观察测试。结果表明:经PN接枝处理后的蚕丝织物表现出较好的阻燃效果,且不影响织物本身的物理性能,接枝率越高,极限氧指数(LOI值)就越大;当PN的接枝率达到15.4%时,蚕丝织物的LOI值可以达到31.2%,经过50次的水洗处理后,其LOI值仍能达到30.9%。

天然纤维用无甲醛磷氮阻燃整理剂的合成及其应用

以亚磷酸二乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、环氧氯丙烷为原料,甲醇钠、氢氧化钠为催化剂,经过两步反应合成了无甲醛的磷-氮阻燃整理剂。将其应用于亚麻织物的阻燃整理,通过正交试验探讨最佳整理工艺。采用红外光谱(ATR)对阻燃整理前后的亚麻织物进行定性分析;对经过阻燃整理前后的亚麻织物进行热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)测试,并将其应用于真丝织物。结果表明:亚麻织物经阻燃整理后炭长为5.8 cm,有焰和阴焰燃烧的时间都为0 s,远超过了阻燃整理织物的B1级标准。使用该阻燃剂对真丝织物进行阻燃整理,炭长可达4.45 cm,对桑蚕丝织物染色无影响。

结构型含磷氮元素阻燃聚氨酯软质泡沫塑料的研制

以嘧胺、甲醛、三氯氧磷和氧化乙烯类化合物为主要原料，合成出含有三嗪环和环状磷酸酯结构的新型阻燃聚醚多元醇，ＩＲ 谱图证实了其结构。用此阻燃聚醚多元醇与ＴＤＩ通过一步法发泡工艺制成，分子结构型阻燃聚氨酯泡沫塑料，对其配方及性能进行了测试研究，最大极限氧指数达２９．３ ，拉伸强度０．５６ＭＰａ ，伸长率１５８ ％ ，密度３５ｋｇ／ｍ２ ，该软泡沫塑料避免了添加型阻燃软泡沫塑料存在的稳定性差，阻燃剂分布不均等弊病，而且发泡工艺简单，设备投资少，易于操作管理。

磷氮霉素PN-2的分离鉴定及活性研究初报

在农用抗生素的筛选中 ,得到一株活性菌株 ,菌号为 Strep tomyces SPRI- 82 715 ,通过发酵、吸附、提取等手段分离得到 6个活性化合物 ,其中磷氮霉素 (PN- 2 )为主要成分。经过 UV、IR、MS、NMR等手段鉴定 ,该系列化合物的结构与文献报道的 phosphazomycin系列化合物相似。

磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成及其对环氧树脂阻燃性能

以3-氨基苯酚、戊二醛及9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,制备了一种磷氮阻燃剂1,5-双(3-羟基苯氨基)-1,5-双{二苯并[c,e][1,2]氧杂膦-6-氧化物}戊烷(GAP-DOPO),对中间体1,5-双(3-羟基苯基亚胺基)戊烷(GAP)和GAP-DOPO的物料配比、溶剂用量、反应温度和反应时间进行了单因素考察,GAPDOPO的最佳合成条件为:n(GAP)∶n(DOPO)=1.0∶2.1,溶剂用量为GAP质量的10倍,反应温度为90℃,反应时间为6 h。通过FTIR、~1HNMR与TGA对阻燃剂的结构及热性能进行了表征;将GAP-DOPO用于阻燃环氧树脂(E-51),制备了3种阻燃环氧树脂复合材料EP1、EP2和EP3,并用TGA、SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,使用垂直燃烧测试仪对试样进行了燃烧测试。结果表明:当w(GAP-DOPO)=30%时,EP3可通过UL94 V-0级测试;TGA结果显示,在800℃(N_2氛围)下,EP3残炭率为21.5%,与纯环氧树脂的16.3%相比,提高了31.9%;SEM结果表明:阻燃剂的加入能够明显改善环氧树脂燃烧后残炭形貌,GAP-DOPO能够提高环氧树脂的阻燃性能。

几种磷氮型润滑油添加剂的摩擦行为及其摩擦化学机制的研究

对3种氮杂环的磷氮型润滑油添加剂的摩擦性能进行了研究,用X射线光电子能谱仪和电子探针分析了摩擦表面。结果表明:PN1添加剂的综合摩擦学性能最好,当其加入量为0.20％时,四球磨斑直径最小,摩擦系数最低,同时具有较高的最大无卡咬负荷,磨斑表面较光滑,磨痕较窄;元素磷的分布不均匀,而元素氮的分布较均匀。摩擦化学反应膜中元素的XPS分析结果表明,添加剂添加量增大时,添加剂在摩擦过程中发生明显的氧化磨损,摩擦表面上O—C=O类化合物明显增多。

紫外光固化磷氮类丙烯酸酯的制备及其阻燃性能

报道了多种结构的低粘度多官能团有机磷(甲基)丙烯酸酯的合成,并对其固化膜的阻燃性能和阻燃机理进行了研究,重点讨论了其对于紫外光固化环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯固化膜阻燃性能和降解机理的影响,以及有机磷丙烯酸酯体系膨胀机理和阻燃行为。