新型含硅阻燃剂的合成及其对PC/ABS阻燃作用的研究

论文摘要

高分子材料的广泛应用正带动着阻燃剂的迅速发展。随着人们环保意识的增强和国际上禁止使用卤素的呼声越来越高,开发新型无卤阻燃剂已成为当前阻燃剂发展的热点,磷系阻燃剂正受到人们的关注,并且已经开发出了一系列以有机磷为主要成分的新型无卤阻燃剂。有机硅作为阻燃剂的成分逐渐引起人们的注意,研究表明硅化合物能和磷起到协同阻燃的作用。本论文中选取了两种不同结构的磷酸酯,并将它们和硅氧烷结合到一个分子中,得到较好的阻燃效果。本论文主要包括两部分内容的工作:合成了两种含硅阻燃剂并对中间体和阻燃剂进行了结构表征;研究了合成出的阻燃剂对PC/ABS中的阻燃性能及热性能的影响。一.含硅阻燃剂PSN和PRS的合成及结构表征:以季戊四醇和三氯氧磷合成出季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯,然后和二乙氧基氨丙基硅甲烷合成新型磷硅氮阻燃剂PSN;以间苯二酚、苯基二磷酰氯和二甲基二氯硅烷合成新型磷硅阻燃剂PRS。用傅立叶红外光谱（FTIR）,核磁共振（NMR）氢谱以及磷谱对反应过程的中间产物以及PSN和PRS进行结构进行分析表征;通过在氮气和空气中的热重分析（TGA）,对PSN和PRS的热性能进行研究,其800℃时可以获得超过50wt.%的残炭率。二.含硅阻燃剂PSN和PRS对PC/ABS阻燃性能以及热性能的影响:将合成的阻燃剂与PC/ABS共混制成阻燃PC/ABS样品,LOI和UL-94测试结果表明阻燃剂能够较好地起到阻燃作用。TGA结果表明,阻燃剂的加入提高了PC/ABS高温下的热稳定性。SEM的测试结果表明,阻燃剂有助于在燃烧过程中形成高质量的炭层有效提高阻燃性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 高分子材料阻燃的必要性
• 1.2 高聚物的阻燃基础
• 1.2.1 高聚物的燃烧过程
• 1.2.2 高聚物阻燃的作用机理
• 1.2.3 高聚物阻燃的主要技术途径
• 1.3 阻燃剂发展概况
• 1.3.1 阻燃剂概述
• 1.3.2 卤系阻燃剂
• 1.3.3 无机阻燃剂
• 1.3.4 纳米阻燃体系
• 1.3.5 磷系阻燃剂
• 1.3.6 氮系阻燃剂
• 1.3.7 膨胀型阻燃剂
• 1.3.8 有机硅系阻燃剂
• 1.4 PC/ABS 阻燃研究现状及存在的主要问题
• 1.4.1 PC/ABS 合金概述
• 1.4.2 PC/ABS 合金的阻燃研究进展
• 1.5 本课题研究的目的、意义和主要内容
• 第二章 磷硅氮阻燃剂PSN 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 磷硅氮阻燃剂 PSN 的合成
• 2.2.3 测试与分析
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯和磷硅氮阻燃剂PSN的结构表征
• 2.3.2 磷硅氮阻燃剂 PSN 的热性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 磷硅阻燃剂PRS 的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料及来源
• 3.2.2 磷硅阻燃剂 PRS 的合成
• 3.2.3 测试与分析
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 磷硅阻燃剂 PRS 的结构表征
• 3.3.2 磷硅阻燃剂 PRS 的热性能
• 3.4 本章小结
• 第四章 阻燃剂 PSN 对PC/ABS 阻燃性能及热性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料及来源
• 4.2.2 PC/ABS/PSN 复合物的制备
• 4.2.3 测试仪器
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 磷硅氮阻燃剂 PSN 对 PC/ABS 阻燃性能、热性能的作用
• 4.3.2 磷硅氮阻燃剂 PSN 对 PC/ABS 成炭过程的作用
• 4.3.3 磷硅氮阻燃剂 PSN 对 PC/ABS 残炭形貌的作用
• 4.4 本章小结
• 第五章 阻燃剂 PRS 对PC/ABS 阻燃性能及热性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料及来源
• 5.2.2 PC/ABS/PRS 复合物的制备
• 5.2.3 测试仪器
• 5.3 结果和讨论
• 5.3.1 磷硅阻燃剂 PRS 对 PC/ABS 阻燃性能的作用
• 5.3.2 热降解性能分析
• 5.3.3 磷硅阻燃剂 PRS 对 PC/ABS 残炭形貌的作用
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文