聚氨基環(huán)三磷腈的合成及其對聚烯烴的阻燃性能研究.pdf

1、磷腈因具備無鹵、燃燒時發(fā)煙量少、阻燃效率高、不產(chǎn)生有毒和腐蝕性氣體等優(yōu)點，而被認為是今后阻燃劑的發(fā)展方向。六氨基環(huán)三磷腈是最早商品化的磷腈阻燃劑之一，但因其水溶性大而僅用于紡織纖維的阻燃。因此，如何降低其水溶性是擴大應(yīng)用范圍的關(guān)鍵。
　　本文對通過自縮聚將六氨基環(huán)三磷腈轉(zhuǎn)化為難溶于水的聚氨基環(huán)三磷腈(PHACTPA)進行了研究。結(jié)果表明，六氨基環(huán)三磷腈的取代度對其縮聚有顯著的影響。隨取代度的增大，聚合產(chǎn)率先增大后減小，游離氯、結(jié)合

2、氯含量均逐漸減少，而溶解度、吸濕性逐漸增大。氨基環(huán)三磷腈的較佳縮聚條件是:氨基環(huán)三磷腈的取代度為92.6％，聚合溫度為178～182℃，聚合時間為0.5h。在此條件下，產(chǎn)品的產(chǎn)率為94.32％，氯、氮、磷及氫含量分別為2.05％、50.89％、43.38％和3.68％，溶解度為1.05g/100mL水，在相對濕度為50～60％時，吸濕率為5.9％。PHACTPA主要由氨基環(huán)三磷腈的二聚體、三聚體、四聚體以及五聚體組成，其中以三聚體為主。

3、PHACTPA的磷、氮含量高，熱穩(wěn)定性較好，接近于中性，適合作為添加型阻燃劑。
　　對PHACTPA阻燃聚烯烴進行了研究。實驗結(jié)果表明，PHACTPA對聚烯烴的阻燃作用不很理想，但PHACTPA和三（2-羥乙基）異氰尿酸酯（簡稱THEIC）對PE和PP具有良好的協(xié)同阻燃作用。在添加量為20％時，單獨使用PHACTPA，阻燃PE和PP的LOI分別為24.4％和25.2％，阻燃級別為無等級和FV-1，單獨使用THEIC，阻燃PE和PP

4、的LOI分別為17.4％和18.7％，均無阻燃等級，而復(fù)合使用PHACTPA和THEIC，阻燃PE和PP的LOI分別為為25.4％和27.4％，阻燃級別均達FV-0。錐形量熱分析表明，PHACTPA/THEIC/PE的總熱釋放量(THR)、最高熱釋放速率(PHRR)、平均熱釋放速率(MHRR)、點燃時間(TTI)較PHACTPA/PE的均明顯降低，但PHACTPA/THEIC/PP的THR、PHRR、MHRR和TTI略增加。熱重分析表明

5、，PHACTPA和PHACTPA/THEIC阻燃對材料的熱穩(wěn)定性影響很小。殘?zhí)糠治鼋Y(jié)果表明，PHACTP主要是通過凝聚相產(chǎn)生阻燃作用，PHACTPA受熱分解后生成的磷酸、偏磷酸、聚磷酸等使THEIC、PE和PP脫水、炭化，PHACTPA、THEIC、PE和PP分解釋放出的NH3、N2和CO2等氣體使炭層膨脹而形成膨脹炭層，此層因隔熱、隔氧及阻止可燃性氣體進入氣相而產(chǎn)生阻燃作用。復(fù)合THEIC有利于PHACTPA轉(zhuǎn)化為磷酸類化合物，因而有