含磷化合物DOPO-HQ的合成与表征

以邻苯基苯酚(OPP)、三氯化磷和1,4-对苯醌等为原料,一锅法合成了含磷化合物2-(6H-二苯并<c,e><1,2>-5-氧杂-6-膦酰杂-6-苯基-1,4-对苯二酚(DOPO-HQ)阻燃剂,收率达86%,通过红外光谱、核磁共振和DSC等分析测试手段对产物结构进行了表征。

含磷阻燃剂DOPO-HQ的合成、表征及应用

对含磷阻燃剂DOPO-HQ的合成条件进行了优化,通过1HNMR、FTIR及元素分析对合成的DOPO-HQ进行了表征,并以其作为阻燃剂,制备阻燃硬质聚氨酯泡沫(FRPUF),以研究其阻燃性能。结果表明,以四氯化碳为溶剂,在DOPO与对苯醌物质的量比为1.1∶1、反应温度为78℃、反应时间为14 h的最优条件下,成功合成了DOPO-HQ,该工艺操作简单、过程更安全、产品纯度高、收率高。DOPO-HQ的加入能显著提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能,添加45份DOPO-HQ后,硬质聚氨酯泡沫的垂直燃烧等级可以达到V-0级,极限氧指数(LOI)达到27.0%,属难燃级别,其总热释放明显降低,表现出明显的气相阻燃机理,具有一定应用价值。

新型含磷阻燃剂DOPO-HQ的合成工艺研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对苯醌为原料,乙二醇乙醚为溶剂合成了新型含磷阻燃剂DOPO-HQ。考察了溶剂种类和用量、物料配比、反应温度和反应时间等对收率的影响,并通过红外光谱、核磁共振光谱等对该化合物结构进行了表征。结果表明,当n(DOPO)∶n(对苯醌)=1.05∶1,反应温度115℃,反应时间4 h,乙二醇乙醚作溶剂条件下,DOPO-HQ的收率为98%。

含磷阻燃环氧树脂的固化动力学研究

通过差热分析(DSC)研究了环氧树脂/DDM/DOPO-HQ(2-(6H-二苯并<c,e><1,2>-5-氧杂-6-膦酰杂-6-苯基-1,4-对苯二酚)体系的非等温过程固化反应动力学,研究了不同含磷量对固化反应的影响,通过Kissinger法与Crane法计算了固化反应的活化能和反应级数,确定了环氧树脂/DDM/DOPO-HQ的固化工艺条件。结果表明,含磷单体的加入量越大,固化反应的活化能越低,由51.32降低到33.51 kJ.mol-1。确定了固化工艺应为110℃固化1 h,150℃固化4 h,180℃固化1 h。

新型含磷聚芳酯的合成与表征

以对苯二甲酰氯(TPC)、间苯二甲酰氯(IPC)、双酚A(BPA)和含磷化合物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-对苯二酚(DOPO-HQ)为原料,采用相转移催化界面缩聚法合成了含磷聚芳酯。研究了相转移催化剂用量、NaOH用量、官能团配比和油相体积对聚合反应的影响,得到特性粘数为1.7 dL/g的聚合物。用FT-IR对聚合物的结构进行了表征。DSC和TG结果表明,含磷聚芳酯的玻璃化转变温度可达255℃,热分解温度高于400℃。含磷聚芳酯的LOI大于40。

多溴联苯醚潜在替代品DOPO-HQ在环境中的稳定性研究

[目的]探讨多溴联苯醚(PBDEs)潜在替代品10(-2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物[10(-2,5-dihydroxyl phenyl)-10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide,DOPO-HQ]在环境中的稳定性。[方法]根据欧盟化学品管理要求,采用经济合作与发展组织(OECD)标准方法,与pH有关的水解作用(OECD111)、测压呼吸计量法试验(OECD301F)及改进的MITI试验(Ⅱ)(OECD302C)对DOPO-HQ的水解、快速生物降解及固有生物降解性进行研究,评价DOPO-HQ的水解性和降解性,并与PBDEs进行比较。[结果]水解结果表明,在pH7.0和pH9.0条件下DOPO-HQ快速水解,水解半衰期小于2 h;在pH4.0的酸性条件下,水解呈一级线性反应,随温度升高,水解速率加快。20℃、35℃和50℃的半衰期分别为866、201、47 h。通过累积生化需氧量评价DOPO-HQ的快速生物降解能力,结果表明,28 d的降解率仅为6.13%,不具有快速降解性。但采用多位点采集的混合接种的固有生物降解评估中,化学分析结果表明,28 d内DOPO-HQ的残留率仅为8.80%,表现出初级降解性。累积生化需氧量结果表明:在试验前20 d表现为污泥的适应期,未显示出降解性;20 d后,降解率呈明显增加趋势;28 d的降解率为12.7%,DOPO-HQ可能具有缓慢的固有生物降解能力。[结论]DOPO-HQ在不同pH条件下水解存在一定差异,中性和碱性条件具有快速水解能力;同时表现出一定的固有生物降解可能性;较被替代品PBDEs的持久性明显减弱,可作为PBDEs的潜在替代品。

硅磷双改性环氧树脂的合成及阻燃性能

磷改性环氧的极限氧指数高但会降低力学性能且抑烟效果不明显,硅改性环氧具有增韧和耐温的特性但其极限氧指数偏低。为了满足工程应用对环氧树脂防火安全性和力学性能的要求,采用硅磷协同阻燃改性得到综合性能优异的树脂。文中用聚苯基丙基硅氧烷(Z-6018)和10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)作为载体,通过化学接枝将硅磷元素引入到环氧树脂中,制得硅改性环氧树脂(B-30)、磷改性环氧树脂(P-27)和硅磷双改性环氧树脂(B-P),并通过红外光谱确认化学结构。通过拉伸试验、热失重、极限氧指数、锥形量热、扫描电镜和X射线光电子能谱等方法研究了树脂的力学性能、阻燃性能、阻燃机制和抑烟机制。B-P的拉伸强度为75.0 MPa,较E-51,P-27和B-30分别提升15.4%,67.7%和44.2%。而与E-51相比,P-27和B-30拉伸强度降低,这体现了“脆”和“韧”共混时的强度协同作用。通过阻燃性能测试可知B-P各自继承了B-30显著的抑烟性和P-27较高的LOI,对点燃和播焰性没有协同作用。B-P燃烧后残留硅磷元素量显著大于单独改性树脂,且残留物外观综合了硅磷单独改性的特征,形成了一种致密坚硬微观复合结构,体现了成份和结构的协同作用。

磷-硅阻燃剂的合成与性能研究

介绍磷硅阻燃剂(PSi)的合成,利用红外光谱、GPC、熔点测试等对生成物磷硅阻燃剂进行了表征,并在4,4-二氨基二苯砜(DDS)固化环氧树脂E-51的体系中考察了磷硅阻燃剂(PSi)对体系阻燃等性能的影响。实验结果表明:合成的磷硅阻燃剂为预期结构,该树脂可以作为环氧体系的固化剂和高效协同阻燃剂使用。