DFT Study on Molecule C_(20)H_(10): Five Carbon-carbon Single Bonds Linking Two Pentaprismane Cages

Using geometry optimization and DFT method at the B3LYP/6-31G* level for C20H10, an equilibrium geometry is identified to have the form of polyhedral hydrocarbon with five carbon-carbon single bonds linking two pentaprismane cages. Thus, C20H10 is a tri-cage molecule with three pentaprismane cages. Vibrational frequencies and infrared spectrum are computed at the same level. The heat of formation for this molecule has also been estimated in this paper.

新型阻燃剂三笼状磷酰胺的合成及应用

为了提高不饱和聚酯树脂(UPR)的阻燃性能,设计合成了一种新型高效的阻燃剂膦酰三(N,N,N-甲基硅酸三羟甲基笼状酯)胺(PTSA)。通过实验优化了最佳反应条件:在氮气保护下,以二乙二醇二甲醚为溶剂,甲基硅酸三羟甲基甲胺笼状酯(TMCES)与三氯氧磷的物质的量之比为3.1∶1,在110℃下反应5 h,收率为81.4%,分解温度为271℃。利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱确定了产物的化学结构。利用热重-差热分析、极限氧指数(LOI)、扫描电子显微镜等分析了产物的阻燃性能和灼烧残渣的微观形貌。结果表明,将PTSA与UPR复配后,PTSA质量分数为15%时,LOI达到28%,UL94等级可达到V–1级,属于难燃级别,硅/氮/磷三种阻燃元素有效发挥协同阻燃作用,显示出良好的协同阻燃效能。

有机硅双环笼状膦酸酯阻燃剂合成与应用

以三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐、三氯氧磷和甲基乙烯基二氯硅烷为主要原料,两步合成了一种有机硅双环笼状膦酸酯阻燃剂,即甲基乙烯基二(1–氧代–1–膦杂–2,6,7–三氧杂双环[2.2.2]辛烷基–4–亚氨基)硅烷(MVDIS),并通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱表征产物的化学结构。确定最佳的反应条件为:在氮气保护下,溶剂为二乙二醇二甲醚,反应温度为90℃,笼状膦酸酯胺与甲基乙烯基二氯硅烷物质的量比2.1∶1的条件下反应10 h,产物MVDIS的产率可达91.4%。通过热重–差热、极限氧指数、垂直燃烧和扫描电镜对阻燃性能与机理及烧蚀产物的微观形貌进行分析。结果表明,MVDIS具有良好的热稳定性与气相阻燃机理,且作为阻燃单体引入不饱和聚酯树脂后获得了良好的阻燃与自熄性能。