新型无卤阻燃剂的合成及对PC阻燃作用的研究

论文摘要

塑料产量的持续增长和日益严格的防火安全标准,使得阻燃剂的用量不断增长,随着绿色环保的呼声越来越高以及欧盟两项指令（WEEE, RoHS）的颁布,无卤阻燃剂的研究逐渐成为热点。本论文合成了一种在一个分子中同时含磷和硅的阻燃剂,对其结构进行了表征,且研究了阻燃剂在PC（聚碳酸酯）中的应用,以及将阻燃剂和滑石粉复配,研究其在PC中的协同阻燃作用,通过拉曼,FTIR和炭层形貌及结构的研究初步分析了阻燃剂的阻燃机理。具体研究内容如下:以三氯氧磷,季戊四醇和间苯二酚为原料合成了中间体BPSPBP,然后以BPSPBP,NMDS为原料合成了新型无卤阻燃剂PSBPBP,对合成的中间体BPSPBP和最终产物PSBPBP分别采用傅立叶红外光谱（FTIR）,核磁共振（NMR）氢谱以及磷谱进行了结构表征。将合成的阻燃剂PSBPBP和PC共混制得阻燃PC复合物,LOI和UL-94测试结果表明阻燃剂能够对体系起到好的阻燃作用,TGA结果表明阻燃剂的加入催化了PC的降解,提高了PC在高温下热稳定性,SEM和拉曼结果表明,阻燃剂有助于燃烧过程中形成外表致密内部多孔的炭层,有效地提高了阻燃性。还将滑石粉,PSBPBP和聚碳酸酯（PC）共混制得阻燃PC复合物研究了滑石粉对PC复合物的影响,LOI和UL-94结果显示滑石粉能够和PSBPBP起到好的协同作用,TGA结果显示滑石粉和PSBPBP的复配阻燃剂提高了PC在高温下热稳定性,SEM和拉曼结果显示,阻燃PC燃烧后形成了外表致密内部多孔的炭层,有利于材料阻燃性的提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及研究意义
• 1.2 高分子材料的燃烧过程
• 1.3 阻燃剂的种类
• 1.3.1 卤系阻燃剂
• 1.3.2 无机阻燃剂
• 1.3.3 磷系阻燃剂
• 1.3.4 氮系阻燃剂
• 1.3.5 硅系阻燃剂
• 1.4 聚碳酸酯（PC）阻燃的研究进展
• 1.4.1 PC 的热降解
• 1.4.2 PC 的阻燃进展
• 1.5 课题研究内容
• 第二章 无卤阻燃剂PSBPBP 的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料及来源
• 2.2.2 分析与表征
• 2.2.3 阻燃剂PSBPBP 的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 间苯二酚螺环磷酸酯（BPSPBP）的合成研究
• 2.3.2 阻燃剂PSBPBP 的合成研究
• 2.3.3 间苯二酚螺环磷酸酯（BPSPBP）的结构表征
• 2.3.4 阻燃剂PSBPBP 的结构表征
• 2.4 本章小结
• 第三章 阻燃剂PSBPBP 对PC 阻燃性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料及来源
• 3.2.2 主要实验仪器和设备
• 3.2.3 PC/BPSPBP 和PC/PSBPBP 复合物的制备
• 3.2.4 测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 阻燃剂PSBPBP 对PC 阻燃性能、热性能的影响
• 3.3.2 阻燃剂PSBPBP 对PC 力学性能的影响
• 3.3.3 阻燃剂PSBPBP 对PC 成炭过程的影响
• 3.3.4 阻燃剂PSBPBP 对PC 残炭形貌的影响
• 3.3.5 阻燃剂PSBPBP 对成炭结构的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 滑石粉对PC/PSBPBP 的阻燃协效作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料及来源
• 4.2.2 主要实验仪器及设备
• 4.2.3 PC/PSBPBP/talc 复合物的制备
• 4.2.4 测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 滑石粉对PC/PSBPBP 的协效阻燃作用
• 4.3.2 滑石粉对PC/PSBPBP 热稳定性的影响
• 4.3.3 滑石粉对残炭形貌的影响
• 4.3.4 滑石粉对成炭结构的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 致谢