2–羧乙基苯基次膦酸铝的制备及其对PA6阻燃研究

以2–羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)为原料,合成了2–羧乙基苯基次膦酸铝(CEPPA–Al),并通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)对产物结构进行了表征。热重(TG)研究表明,CEPPA–Al的起始分解温度为281.8℃,700℃的质量保持率为27.5%。将CEPPA–Al应用于尼龙(PA)6,TG分析表明,CEPPA–Al可促进PA6形成稳定的炭层,减少气相产物的生成量。次磷酸盐质量分数为15%时,阻燃PA6的极限氧指数(LOI)达到27.4%,垂直燃烧性能达到UL94 V–1级,锥形量热计分析表明,加入CEPPA–Al可使最大热释放速率和热释放总量分别降低16%和38%。力学性能研究表明,添加质量分数15%的CEPPA–Al可使PA6/CEPPA–A1复合材料的拉伸性能与弯曲性能与PA6接近。

2-羧乙基苯基次膦酸的胺化处理及其在尼龙6中的阻燃应用

以2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)和己二胺(HMDA)为原料,通过胺化反应,制备了化合物CEPPAHMDA。应用FTIR、1 H-NMR、EDS、TGA分别表征了CEPPA-HMDA的化学结构、元素组成和热稳定性,并将CEPPA-HMDA加入到尼龙6的反应体系中,制备了共聚型阻燃尼龙6。结果表明:HMDA一端氨基可以与CEPPA上的羧基反应,当n(CEPPA)∶n(HMDA)=1∶1.1,反应温度为70℃,反应时间为5h时,CEPPA-HMDA的收率可达96.27%;其中HMDA一端的氨基与CEPPA上的羧基反应;CEPPA-HMDA的初始分解温度达到270℃,能够满足与尼龙6共聚所需的反应条件;当CEPPA-HMDA添加量质量分数为9%时,共聚型阻燃尼龙6的LOI值达到27.0。

2-羧乙基苯基次膦酸阻燃／固化环氧树脂

分别以2-羧乙基苯基次膦酸为添加型和反应型阻燃剂,研究了2-羧乙基苯基次膦酸对固化剂1618/环氧树脂固化体系产物热稳定性的影响和2-羧乙基苯基次膦酸对环氧树脂的阻燃/固化作用。结果表明:2-羧乙基苯基次膦酸对固化剂1618/环氧树脂固化体系热稳定性的提高没有明显作用;2-羧乙基苯基次膦酸对环氧树脂有较好的阻燃/固化作用,固化后可得到具有高透明度和良好热稳定性的环氧树脂,且阻燃等级可达到UL94-V0。

2-羧乙基苯基次膦酸盐的合成及其在尼龙6中的阻燃应用

通过复分解反应合成了三种2-羧乙基苯基次膦酸盐(CEPCA、CEPAL、CEPSN)阻燃剂,其化学结构被傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱( 1 H NMR)与元素分析所表征。随后,它们被分别加入尼龙6中制备阻燃复合材料(FRPA6),利用热重分析(TG)、垂直燃烧测试、极限氧指数( LOI )测试和扫描电子显微镜(SEM)对FRPA6的热性能、阻燃性能与残炭形貌进行了分析。结果表明,三种次膦酸盐的热稳定性较2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)都有较大提升,CEPCA的热分解温度( T -5%)上升最明显,由223.4 ℃上升到539.1 ℃。从阻燃性能看,CEPAL的阻燃性能最佳,在添加量为20%时,其 LOI 为32.1%并达到UL94 V-1等级。CEPAL阻燃性能更好的原因在于,其燃烧后生成了更加致密、完整的炭层,这种炭层能有效隔热隔氧从而中断燃烧行为。

N,N′-双(羧乙基苯基次膦酰)乙二胺铝盐的合成和表征

以羧乙基苯基次膦酸、乙二胺为原料,二甲苯为溶剂,合成膨胀型阻燃剂N,N′-双(羧乙基苯基次膦酰)乙二胺铝盐,其最适宜的工艺条件为羧乙基苯基次膦酸与乙二胺的摩尔比为2︰1,在140℃下回流反应8 h,再与硫酸铝成盐,产品收率为93%,通过红外、元素分析、热分析等对产品结构和性能进行了表征.

离子色谱法测定2-羧乙基苯基次膦酸中的氯离子

建立离子色谱法测定2-羧乙基苯基次膦酸中氯离子的含量。样品用超纯水溶解稀释,过0.22μm滤膜;选用SH–AC–2阴离子分离柱,以30 mmol/L Na OH溶液作为淋洗液,流量为1.0 m L/min,进样体积为50μL,以抑制电导检测器测定氯离子的含量。氯离子的质量浓度在0.01~1.00 mg/L范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数为0.996,氯离子的检出限(S/N=3)为1.0μg/L。测定结果的相对标准偏差小于10%(n=6),样品加标回收率为94.7%~103.5%。该方法简便、快速且灵敏,可用于2-羧乙基苯基次膦酸中氯离子的测定。

2-羧乙基苯基次膦酸乙二醇酯的合成研究

阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)作为聚酯阻燃改性的反应型含磷阻燃剂之一,采用阻燃剂酯化液的方法制备阻燃聚酯已实现产业化,绝大多数学者研究了阻燃聚酯的合成及性能,但酯化液合成没有系统研究。本文通过对阻燃剂CEPPA与乙二醇合成酯化液的工艺进行系统研究,包括温度、时间、配比、压力等,通过分析酯化液的酸值、二甘醇、动力黏度等指标,确定了反应优选工艺:反应温度170℃,反应时间不超过100 min,酯化液样品磷含量为6.4%,反应采用先常压后负压的出水方式,负压为50 kPa。通过此方法合成的酯化液产品指标稳定,可用于工业化生产阻燃聚酯。

新型反应型阻燃剂对羧苯基苯基次膦酸的合成与热稳定性分析

以苯基二氯化膦与甲苯在无水AlCl_3催化下发生Friedel-Crafts反应,所得中间产物经氧化制成对羧苯基苯基次膦酸(CPPPA),产物收率10.3%～30.8%。结果表明,CPPPA起始分解温度与2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)接近;其5%,10%,50%分解温度均明显于高CEPPA;CPPPA成碳率高于CEPPA,CPPPA可作聚酯永久阻燃剂。

羟甲基苯基次膦酸阻燃共聚酯的合成与性能

合成了一种新型有机磷阻燃剂——羟甲基苯基次膦酸(HMPPA)及HMPPA改性的阻燃共聚酯,研究了其阻燃性能,并与商品化产品——羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)阻燃单体及其改性的阻燃共聚酯进行了对比,测试表明,阻燃单体HMPPA的热稳定性比CEPPA高,相同磷含量的HMPPA阻燃共聚酯比CEPPA阻燃共聚酯熔点高,热稳定性好,阻燃性高,HMPPA阻燃共聚酯具有良好的可纺性。

聚酰乙基苯基次膦酰乙二胺的合成与表征

以羧乙基苯基次膦酸、乙二胺为原料,二甲苯为溶剂,合成膨胀型阻燃剂聚酰乙基苯基次膦酰乙二胺,其最适宜的工艺条件为羧乙基苯基次膦酸与乙二胺的摩尔比为1:1,在140℃下回流反应8h,产品得率为100.8%,用红外、核磁、元素分析仪、热分析仪等对产品结构进行表征,并对其阻燃性能进行了研究。

酰乙基苯基次膦酰肼的合成与表征

以羧乙基苯基次膦酸、水合肼为原料,二甲苯为溶剂,合成膨胀型阻燃剂酰乙基苯基次膦酰肼,其最适宜的工艺条件为羧乙基苯基次膦酸与水合肼的物质的量比为1∶1,在140℃下回流反应6h,产品得率为99.5%,用红外、核磁、元素分析、DSC等技术确定产品的结构,并研究其在不饱和树脂中的阻燃性能.

无溶剂法合成聚酰乙基苯基次膦酰哌嗪的研究

在无溶剂条件下,以羧乙基苯基次膦酸、哌嗪为原料,合成无卤膨胀型阻燃剂聚酰乙基苯基次膦酰哌嗪。其最适宜的工艺条件为羧乙基苯基次膦酸与哌嗪的摩尔比为1∶1,在150°C下反应8 h,产品得率为100.4%,用红外、核磁、元素分析仪、热分析等对产品结构进行了表征,并对其阻燃性能进行了研究。

二氯苯基膦(DCPP)的合成和应用

简要介绍了二氯苯基膦(DCPP)的合成方法及其在高分子材料上的应用和以它为母体的用于聚酯纤维的反应型阻燃剂2-羧乙基(苯基)次膦酸(CEPPA)的有关情况。

埃洛石复配2-羧乙基苯基次膦酸对环氧树脂阻燃及力学性能的影响

将埃洛石纳米管(HNTs)与2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)复配并用于环氧树脂(EP)阻燃改性,制备了CEPPA-HNTs/EP复合材料。研究了HNTs与CEPPA的配比对CEPPA-HNTs/EP复合材料热稳定性、阻燃性及力学性能的影响。TG分析表明,CEPPA与HNTs复配可提高CEPPA-HNTs/EP复合材料的热稳定性,促进成炭并降低分解速率。锥形量热和极限氧指数分析表明,加入HNTs可降低EP热释放速率,而CEPPA对提高EP的极限氧指数作用更显著。残炭的红外分析及SEM结果表明,燃烧过程中CEPPA与HNTs反应生成硅铝磷酸盐促进凝聚相的脱水交联,形成更致密的炭层。力学性能分析表明,当HNTs与EP和CEPPA与EP的质量比分别为6%和4%时,CEPPA-HNTs/EP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高了19.4%和17.3%,冲击断面的SEM图像显示CEPPA-HNTs/EP复合材料呈韧性断裂。

阻燃剂2—羧乙基苯基次膦酸的工业化技术

一、主要技术内容 阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(2-carboxyl ethyl(phenyl) phosphinic acid,简称CEPPA)的工业化技术,采用了清洁生产的概念对工艺流程进行设计优化.一方面,有机高分子材料已经越来越多地应用于国民经济各个部门和人民生活的各个方面:另一方面,由于这些材料引燃而导致的火灾事故则日益频繁.

磷系阻燃剂/硼酸锌复合阻燃PET的制备及性能研究

在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的酯化过程中添加含磷共聚型阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸（CEP-PA）（其中磷质量分数相对PET为0.6％）和硼酸锌（ZB）（相对PET质量分数为0.05％ ～0.2％）分别作为主阻燃剂和助阻燃剂制备复合阻燃PET,研究了阻燃PET的热性能、燃烧性能和燃烧前后的成炭形貌.结果表明：与纯PET比较,单独添加质量分数为0.05％ ～0.2％的ZB时制备的阻燃PET,其热性能变化不明显,极限氧指数（LOI）提高到27％,残炭量提高,抑烟效果比较明显,抗熔滴性能得到改善;在PET中共同添加ZB和CEPPA所制得的复合阻燃PET的热降解残炭率最高为14.4％,LOI进一步提高到29％,燃烧残炭表面致密,综合阻燃性能更好.

再生聚酯纤维复合材料的制备及其阻燃性能研究

研究合成了一种具有阻燃效果的新型含磷氮膨胀型阻燃剂,并将其与聚酯(PET)混合制备成磷氮阻燃母粒,再通过熔融纺丝制得再生阻燃聚酯纤维。试验表明添加质量分数为5%的CEMPA阻燃剂纺制的阻燃PET纤维,在极限氧指数达到27%以上,断裂强度为1.45 CN·dtex^(-1),断裂伸长率75.9%,有效改善了阻燃聚酯纤维的性能。

一种新型共聚型阻燃剂的合成及性能测试

合成了一种新型有机磷阻燃剂———羟甲基苯基次膦酸(HMPPA),通过红外光谱、核磁共振、及质谱等进行了结构表征,合成了HMPPA改性的阻燃共聚酯,研究了其阻燃性能,并与商品化产品———羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)阻燃单体及其改性的阻燃共聚酯作了比较,测试表明阻燃单体HMPPA的热稳定性比CEPPA高,HMPPA阻燃共聚酯阻燃性优于CEPPA阻燃共聚,HMPPA为CEPPA的良好改进产品。

阻燃PTT共聚酯的制备及性能研究

采用直接酯化-缩聚工艺,在酯化后加入磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与1,3-丙二醇(PDO)的酯化溶液(CEPPA-PDO),制得阻燃聚对苯二甲酸丙二醇共聚酯(FR-PTT)。通过FT-IR、DSC、TG、SEM以及垂直燃烧法对FR-PTT的结构及性能进行表征。结果表明:阻燃剂CEPPA可能是以共聚的方式接入到大分子链中,并且随着磷含量的增加,FR-PTT的Tc上升,而Tm呈下降趋势,同时FR-PTT在高温处理后成炭性良好,阻燃级别达到FV-0级。

硅-磷阻燃剂对热塑性聚氨酯弹性体阻燃性能的影响

采用一种含硅阻燃剂——笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)与含磷阻燃剂聚磷酸铵(APP)或二乙基次膦酸铝(ADP)复配制备了阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。结果表明,OPS对TPU的热稳定性有一定的影响,当OPS的质量分数为15%时,能明显改善燃烧过程中的熔滴现象; OPS/APP和OPS/ADP复合阻燃体系,均可以大幅提升TPU的阻燃性能,且APP效果要明显优于ADP; TPU/10%OPS/5%APP体系的综合性能最优,热释放速率峰值从1339 k W/m2降低至489k W/m^2,降幅达到了63.5%,总烟释放量也从3425 m^2/m^2降到1884 m^2/m^2,降幅达到了45.0%;燃烧残余量为18%,锥量测试后的炭层更加致密、坚硬。