一种新型含磷硅阻燃剂的合成及在聚酯中的应用

论文摘要

本文合成了三种含磷阻燃剂,分别是非反应型阻燃剂2-（2-羟苯基）苯膦酸盐（HAPP-Na）及反应型阻燃剂[（6-氧-6-氢-二苯并-（c,e）（1,2）-氧磷杂己环-6-酮）-甲基]-丁二酸（DDP）和[（6-氧-6-氢-二苯并-（c,e）（1,2）-氧磷杂己环-6-酮）-乙基]-硅氧烷（DOPO-Si）,并将这三种阻燃剂应用到PET中。采用红外光谱（IR）、核磁共振对阻燃剂的化学结构进行了表征;采用极限氧指数仪和垂直燃烧仪对阻燃聚酯（FRPET）的阻燃性能进行了测定;采用热重分析仪（TGA）,差示扫描量热仪（DSC）分析了阻燃剂及FRPET的热性能,利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对FRPET的炭层形貌和元素进行了分析,并初步探讨了DOPO-Si的阻燃机理。研究结果表明:所合成的DOPO-Si阻燃剂,由于磷、硅协同作用,阻燃效果最好,极限氧指数达27.4,抗熔滴效果明显;阻燃剂DDP及阻燃剂HAPP-Na均具有一定的阻燃效果,但抗熔滴效果不明显。同时,所合成的DOPO-Si阻燃剂能够促进基体成炭,DOPO-Si中的Si元素在凝聚相中能够使生成的炭层结构致密而且稳定,残炭量增加。热降解动力学、TGA和EDS分析表明,DOPO-Si的阻燃机理主要是凝聚相成炭和气相协同阻燃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 聚酯的应用领域
• 1.1.1 纤维领域
• 1.1.2 非纤维领域
• 1.2 聚合物燃烧机理与阻燃机理
• 1.2.1 燃烧机理
• 1.2.2 阻燃机理
• 1.3 阻燃剂的分类及特点
• 1.3.1 卤系阻燃剂
• 1.3.2 非卤系阻燃剂
• 1.3.3 聚酯用阻燃剂
• 1.4 阻燃聚酯的研究现状
• 1.5 本研究的内容及目的
• 第2章 HAPP-Na 的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料及来源
• 2.2.2 主要设备与仪器
• 2.2.3 HAPP-Na 的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 HAPP-Na 的结构分析
• 2.3.2 HAPP-Na 的热性能分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 DDP 的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料及来源
• 3.2.2 主要设备与仪器
• 3.2.3 DDP 的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构分析
• 3.3.2 DDP 的热性能分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 DOPO-Si 的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料及来源
• 4.2.2 主要设备与仪器
• 4.2.3 DOPO-Si 的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 结构分析
• 4.3.2 DOPO-Si 的热性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 三种阻燃剂的阻燃性能比较
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料及来源
• 5.2.2 实验装置
• 5.3 FRPET 的制备
• 5.4 性能测试
• 5.4.1 极限氧指数测试
• 5.4.2 垂直燃烧测试
• 5.4.3 热失重测试
• 5.4.4 热转变测试
• 5.4.5 特性粘数测试
• 5.5 结果与讨论
• 5.5.1 FRPET 的阻燃性能分析
• 5.5.2 FRPET 的热性能分析
• 5.5.3 FRPET 的特性粘数分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 DOPO-Si 阻燃机理的初步探讨
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 原料及来源
• 6.2.2 测试仪器
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 FRPET 的热性能分析
• 6.3.2 炭层形貌和元素分析
• 6.4 阻燃PET 的热降解动力学研究
• 6.4.1 热降解动力学分析
• 6.4.2 热降解活化能分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读研究生期间发表论文
• 致谢