無鹵雙膦酸酯類阻燃劑的合成與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,由聚合物材料引起的火災(zāi)造成了大量人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失,與此同時阻燃改性材料受到了政府機(jī)構(gòu)、消費(fèi)者和生產(chǎn)商的廣泛關(guān)注。添加阻燃劑可有效降低聚合物材料的可燃性,減小燃燒中有毒氣體和濃煙的釋放。因此,低毒、低煙、無鹵化便成為阻燃研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。
　　 無鹵雙膦酸酯類阻燃劑正是符合這一發(fā)展要求的阻燃劑。本論文采用Arbuzov重排法合成了四種無鹵雙膦酸酯類阻燃劑:1,2-亞乙基雙膦酸四甲酯、1,2-亞乙基雙膦酸四乙酯、亞甲基雙

2、膦酸四甲酯、亞甲基雙膦酸四乙酯。采用單因素和正交實(shí)驗(yàn)法分別對催化劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、物料比及催化劑的用量進(jìn)行了討論,確定了最佳的反應(yīng)條件。合成1,2-亞乙基雙膦酸四甲酯的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度160℃,反應(yīng)時間4.0 h,n(亞磷酸三甲酯):n(1,2-二溴乙烷)=3.0:1.0,催化劑(CH3)4NI,催化劑用量為原料質(zhì)量的0.5％。合成1,2-亞乙基雙膦酸四乙酯的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度165℃,反應(yīng)時間6.0 h,n(亞磷酸

3、三乙酯):n(1,2-二溴乙烷)=3.0:1.0,催化劑(CH3)4NI,催化劑用量為原料質(zhì)量的0.5％。合成亞甲基雙膦酸四甲酯的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度150℃,反應(yīng)時間10.0 h,n(亞磷酸三甲酯):n(二溴甲烷)=3.0:1.0,催化劑(CH3)4NI,催化劑用量為原料質(zhì)量的0.5％。合成亞甲基雙膦酸四乙酯的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度155℃,反應(yīng)時間14.0 h,n(亞磷酸三乙酯):n(二溴甲烷)=3.0:1.0,催化劑(CH3

4、)4NI,催化劑用量為原料質(zhì)量的0.5％。用ESI-MS、IR、1HNMR等手段對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過熱重分析(TGA)方法,研究了它們的熱降解行為。
　　 將1,2-亞乙基雙膦酸四甲酯應(yīng)用于聚氨酯(PU)軟質(zhì)泡沫塑料的阻燃改性,研究了阻燃劑對其燃燒性能的影響。當(dāng)1,2-亞乙基雙膦酸四甲酯的用量達(dá)到13％,經(jīng)阻燃處理的聚氨酯(PU)軟質(zhì)泡沫塑料的LOI值達(dá)到了27.2％,垂直燃燒性為V-0級,物理性能也明顯增強(qiáng),表現(xiàn)出了良