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.

苯氧基改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥形量热分析研究了苯氧基改性聚氨基环三磷腈(PPHACTPA)对酚醛胺固化环氧树脂(E-44/NX-2003)的阻燃作用,并与聚氨基环三磷腈(PHACTPA)进行了比较。结果表明,PPHACTPA对E-44/NX-2003的阻燃作用与PPHACTPA中苯氧基的数量有关。当每个磷腈环约含有1个苯氧基时(PPHACTPA-1),其阻燃作用略优于PHACTPA,而每个磷腈环所含苯氧基数增至2(PPHACTPA-2)时,其阻燃作用明显降低,差于PHACTPA。PHACTPA和PPHACTPA主要是通过凝聚相机理对E-44/NX-2003产生阻燃作用。阻燃剂在高温下生成具有强脱水作用的磷酸类化合物而促进环氧树脂固化物炭化,同时环氧体系分解生成的惰性气体使炭层发泡形成膨胀性炭层。这种致密的膨胀性炭层通过隔热隔氧及抑制环氧体系进一步地分解而产生阻燃作用。PPHACTPA-1更易转变成磷酸类化合物,因而促进成炭的能力更强,阻燃作用更好。PPHACTPA-2含磷量低,因而促进成炭的能力较差,阻燃作用较弱。

聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

研究了聚氨基环三磷腈(PHACTPA)对环氧树脂固化物阻燃性的影响。结果表明,当添加质量分数量为30%PHACTPA时,环氧树脂固化物的极限氧指数为27.7%,阻燃等级达FV-0,且总热释放量、平均热释放速率、最高热释放速率和平均有效燃烧热明显降低,质量损失变慢。锥形量热试验的残余物分析表明,PHACTPA主要是通过凝聚相产生阻燃作用。

三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂的阻燃作用

通过极限氧指数测定,垂直燃烧试验和锥形量热分析研究了三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈(MPHACTPA)对改性脂肪胺固化环氧树脂(E-44/DG593)的阻燃作用,并与聚氨基环三磷腈(PHACTPA)进行了比较。结果表明,PHACTPA和MPHACTPA对E-44/DG593均有较好的阻燃作用。三聚氰胺与六氯环三磷腈的摩尔比对MPHACTPA的阻燃作用有些影响,当两者的摩尔比为1.5∶1(MPHACTPA-2)时,其阻燃作用最好。锥形量热试验残余物分析结果表明:PHACTPA和MPHACTPA在燃烧过程中受热分解成磷酸、偏磷酸、聚磷酸等,这些化合物促使E-44/GD731脱水炭化,并在NH3、N2、CO2等惰性气体的发泡作用下形成膨胀性炭层,因而产生强的凝聚相阻燃作用。MPHACTPA-2促进成炭的能力较强,因而阻燃作用更好。

三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的制备及性能研究

以三聚氰胺、六氯环三磷腈和氨为原料,通过三聚氰胺和六氯环三磷腈缩合,再氨化,最后缩聚制得了三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈。三聚氰胺与六氯环三磷腈缩合的较佳条件:反应温度为80℃,反应时间为18h;缩聚的较佳条件:聚合温度为180℃,聚合时间为15min;通过三聚氰胺改性,明显提高了产品的磷收率,降低了产品的吸湿性和水溶性,改善了产品的热稳定性。

苯氧基改性聚氨基环三磷腈的制备及其性能

以苯酚、六氯环三磷腈(TCP)和氨为原料,通过苯酚和TCP缩合,再氨化,最后缩聚制得了苯氧基改性聚氨基环三磷腈。结果表明:TCP与苯酚缩合的较佳条件与两者的量的比有关:当n(TCP)∶n(苯酚)∶n(KOH)=1∶1.1∶1.3时,缩合温度为85℃,缩合时间为5h;当n(TCP)∶n(苯酚)∶n(KOH)=1∶2.2∶2.6时,缩合温度为95℃,缩合时间为7h。缩聚的较佳条件是:聚合温度为180℃,聚合时间为15min。通过苯氧基改性,明显提高了产品的磷收率,降低了产品的吸湿性和水溶性,改善了产品的热稳定性。

苯基改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

通过锥形量热分析研究了苯基改性聚氨基环三磷腈(BPHACTPA)对酚醛胺固化环氧树脂(E-44/NX-2003)的阻燃作用,结果表明BPHACTPA对E-44/NX-2003有明显的阻燃作用,添加质量分数30%的BPHACTPA,E-44/NX-2003的总热释放量、最大热释放速率、平均热释放速率、平均有效燃烧热和平均质量损失速率分别降低了30.5%、56.9%、53.2%、22.1%和16.6%,达到热释放速率峰值所需时间和完全燃烧时间分别从83s和240s增加到了135s和330s。锥形量热实验的残余物分析表明,BPHACTPA主要是通过促进E-44/NX-2003炭化,并在CO2、N2和NH3等惰性气体的发泡作用下形成膨胀性炭层而产生阻燃作用。

聚(环三磷腈-co-4,4′-二氨基二苯砜)微球的制备及性能研究

以六氯环三磷腈(HCCP)和4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为单体,制备了单分散的聚(环三磷腈-co-4,4′-二氨基二苯砜)(PDS)微球,通过单因素实验对反应方式、反应溶剂、HCCP浓度、HCCP和DDS的官能团物质的量比n(Cl)∶n(NH_(2))、HCCP加料方式等进行了优化,探讨了PDS微球的热稳定性和成炭性能。结果表明,PDS微球的最佳制备工艺为:乙腈为反应溶剂、三乙胺为缚酸剂、HCCP和DDS的官能团物质的量比n(Cl)∶n(NH_(2))为1∶1、一次性加入2 mg·mL^(-1)HCCP、80℃回流反应24 h,所制备的PDS微球分散均匀,粒径均一,直径在1.0μm左右,具有优异的热稳定性和良好的成炭性能,PDS微球残炭具有类石墨烯结构及较完整的石墨晶体结构。