反应型阻燃剂三(2-羟乙基)磷酸酯的合成及性能评价

以三氯氧磷和乙二醇为原料，合成了一种反应型无卤阻燃剂三（2-羟乙基）磷酸酯（1），其结构和性能经¹H NMR, ¹³C NMR, ³¹P NMR, IR和TGA表征。利用 THEPP制备了含磷本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料（2ⁿ, n为1的加量）并研究了其阻燃性能。结果表明：1的初始分解温度为164.8 ℃, 700 ℃时的残炭率约23.8%。以20份1替代聚醚多元醇，2²⁰的极限氧指数由18.6%提高至22.5%，水平燃烧测试达到HB级并能够离火自熄。     

新型磷杂菲基反应型阻燃剂的合成及其在聚氨酯阻燃中的应用

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和1,4-丁二醇二缩水甘油醚为原料,合成了一种新型的反应型阻燃剂1-（2-羟基-3-磷杂菲）丙氧基-4-环氧丙氧基丁烷(1),其结构和性能经¹H NMR, ³¹P NMR, FT-IR和TG表征。以1为封端剂,聚氨酯（PU）为基材,制备了1/PU阻燃复合材料（2）,研究了1对2阻燃性能和力学性能的影响,初步探讨了1的阻燃机理。结果表明:1具有气相和凝聚相阻燃作用,2燃烧后可形成致密光滑炭层,使点燃时间延长,改善了燃烧熔滴现象。1含量为1%时,2¹的LOI为27%, UL-94燃烧等级为V-0级。     

三溴化磷法合成三溴新戊醇及其热性能

以三溴化磷和季戊四醇为原料,经亲核取代反应制得三溴新戊醇酯化物（2）; 2与甲醇经酯交换反应合成了三溴新戊醇（3）,收率90%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, FT-IR和元素分析确证。用DSC和TG研究了3的热性能。结果表明：3的熔点约为67.74 ℃; 3的初始分解温度和最大失重速率温度分别为120 ℃和180 ℃。     

表面化学接枝改性阻燃棉织物的制备与性能

采用高碘酸钠对棉织物表面进行选择性氧化生成醛基,选取乙二胺与醛基反应,通过膦氢化加成反应将阻燃剂亚磷酸二甲酯接枝到棉织物表面,最后通过三羟甲基三聚氰胺对棉织物表面进行接枝改性,制备了含三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物.通过傅里叶红外光谱（FTIR）对改性后棉织物的结构进行了表征,通过极限氧指数（LOI）测试研究了其阻燃性能,通过锥形量热测试研究了其燃烧行为,通过在40℃皂水中洗涤10次考察了其耐水性能,通过扫描电子显微镜测试了其表面及燃烧后炭层的形貌.研究结果表明,经表面改性后,棉织物的LOI值由（19.5±1.0）%提高到了（43.1±1.0）%,经耐水洗测试后,LOI值仅下降至（42.6±1.0）%,保持了非常好的阻燃性能,表明通过表面接枝方法制备的三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物具有非常好的耐水洗性能.表面阻燃改性提高了棉织物在燃烧过程中的成炭性能,形成的连续膨胀的炭层较好地保护了内部织物,抑制了织物的降解和燃烧,从而提高了棉织物的阻燃性能.     

新型P－N－Si无卤阻燃剂的合成及其在棉纤维中的应用

以二氯磷酸苯酯(1)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(2)为原料,合成了一种新型的P－N－Si三元无卤阻燃剂--苯氧基-双-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺(3),其结构经¹H NMR, ³¹P NMR和FT-IR表征。研究了溶剂,反应温度,反应时间,投料比r［n(2) : n(1)］和缚酸剂对3产率的影响。结果表明:在最佳合成条件［THF为溶剂,三乙胺为缚酸剂,1 8 mmol, r=2.4,于40 ℃反应6 h］下, 3的产率为88.2%。利用TGA测试了3的阻燃性能。结果表明：3的初始分解温度为150 ℃, 600 ℃残炭为14.6%。3在棉纤维(c)中的添加量为15%(质量百分数,即c-3¹⁵)时,600 ℃残炭为33.4%,高于c(7.6%)。     

聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂的合成及其热稳定性能

以正己基三氯硅烷、镁条、溴乙烷和苯乙炔为原料,通过Grignard反应合成单体正己基三苯乙炔基硅烷（NTPES）,其结构经¹H NMR,¹³C NMR, ²⁹Si NMR和FT-IR表征,采用非等温差热扫描量热法（DSC）研究了其热固化行为。通过热聚合合成了聚正己基三苯乙炔基硅烷树脂（PNTPES）,运用热重分析（TG）技术研究了固化树脂的热稳定性。结果表明：树脂在氮气气氛中质量损失5%的温度高于445 ℃, 800 ℃残存率大于60%,具有较好的热稳定性。     

氧杂三螺环化合物的简便合成

以环酮和季戊四醇为原料,磷钨酸为催化剂,在甲苯中回流分水反应合成了系列氧杂三螺环化合物（3a~3h）,其中5,9,14,17-四氧杂三螺［3.2.2.3¹⁰.2⁷.2⁴］十七烷（3a）和7,11,18,21-氧杂-3,15-二硫杂三螺［5.2.2.5¹².2⁹.2⁶］二十一烷（3f）为新化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。并以3c的合成为模板反应,对反应条件进行了优化。     

MgAlZnFe-CO3 LDHs对PBS膨胀阻燃体系性能的影响

采用恒定pH值共沉淀法在自制反应器中合成了不同原料配比的碳酸根型镁铝锌铁层状双羟基金属氧化物（MgAlZnFe-CO₃ LDHs）,并通过熔融共混MgAlZnFe-CO₃ LDHs、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）和全降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）制备出PBS膨胀阻燃材料. 采用傅里叶红外光谱（FTIR）、热失重（TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及元素分析（ICP）对MgAlZnFe-CO₃ LDHs进行了表征,并对PBS膨胀体系进行了力学性能和阻燃性能等测试. 结果表明,当Mg²⁺,Zn²⁺,Al³⁺和Fe³⁺的摩尔比为9：3：3：1时,合成的MgAlZnFe-CO₃ LDHs热稳定性最好,晶态结构规整,呈形貌规则的六边形片状;当MgAlZnFe-CO₃ LDHs的添加质量分数为1%时（阻燃剂的总添加质量分数为20%）时,PBS膨胀阻燃体系的极限氧指数（LOI）达到35%,垂直燃烧测试达到UL-94 V-0级别,力学性能得到较大改善. 实验结果表明,低添加量的MgAlZnFe-CO₃ LDHs与膨胀阻燃剂（IFR）协效阻燃PBS,一方面能够改善膨胀阻燃剂恶化PBS力学性能的现象,另一方面协同效应能够明显提高PBS的阻燃性能.     

三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇配比、协效剂组及表面改性对聚丙烯基木塑复合材料的膨胀阻燃影响

通过极限氧指数(LOI)、线性燃烧速率(LBR)、热重分析和锥形量热分析等技术手段研究膨胀型阻燃剂(IFRs)中三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的质量比、组成为m(MgO):m(可膨胀石墨,EG):m(SiO₂)=1:5:5的协效剂组(MgO/EG/SiO₂)和硅烷偶联剂(KH550)对聚丙烯基木塑复合材料(WPC)阻燃性能的影响。 结果表明,当IFRs中m(MPP):m(PER)=23:2(IFRs-M1)、质量分数为25%时的阻燃性能最佳,膨胀阻燃复合材料WPC/IFRs-M1的LOI和LBR分别为27.1%和3.89 mm/min,较未添加的WPC分别提高48.1%和下降89.79%,燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了76.2%、50.1%、6.9%和65.4%,600 ℃时的残炭率提高了498.3%。 协效剂组和KH550表面处理均可进一步改善WPC/IFRs-M1的阻燃性能,均对IFRs-M1具有良好的阻燃增效作用。 相比于WPC/IFRs-M1,同时用这两种阻燃增效手段的WPC/IFRs-M1/MgO/EG/SiO₂/KH550,其LOI提高了3.7%,LBR降低了20.3%;材料的热稳定性明显提高,热失重降低;燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了36.5%、37.6%、57.5%和33.33%,600 ℃时的残炭率提高了84.02%,显示出二者更好的协同效应。     

含烯丙基六苯氧基环三磷腈的合成及其在阻燃丙烯酸酯树脂中的应用

以六氯环三磷腈（HCCP）、苯酚和2-烯丙基苯酚为原料,合成了新型含烯丙基的环磷腈阻燃单体（2-烯丙基苯氧基）五苯氧基环三磷腈（APPCP),用红外光谱、核磁氢谱、质谱和元素分析表征其组成和结构。 将APPCP与丙烯酸酯单体共聚制备了阻燃丙烯酸酯树脂,测试了共聚丙烯酸酯树脂的热稳定性和阻燃性,当APPCP用量为20%时,共聚丙烯酸酯树脂燃烧等级（UL-94）可达V-0级,极限氧指数（LOI）高达31.2%,在空气中600 ℃时残留质量提高至23.2%。     

新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用

以苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氮阻燃剂——聚苯基磷酰哌嗪(1),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明:添加7%的1时,2的LOI值为34.8%。     

含季戊四醇磷酸酯阻燃剂的合成与表征

采用1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)、三氯氧磷、双酚A和双酚S为反应物,合成了两个新型添加型阻燃剂:双酚A双[二(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环辛烷-4-亚甲基)]磷酸酯(BAPP)和双酚S双[二(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环辛烷-4-亚甲基)]磷酸酯(BSPP),通过元素分析、FT-IR和1H NMR等表征了标题化合物的结构,结果表明,所合成的标题化合物的结构与预期一致。热失重分析结果证明,BAPP和BSPP质量损失5%(wt)时的温度分别为343.6℃和352.3℃,600℃残余量分别达46.6%和55.5%,具有较高的热稳定性和结炭性能。阻燃性能实验证明,E-51环氧树脂中分别添加质量分数为18.2%(wt)的BAPP和BSPP时,极限氧指数分别为32.2%和31.8%,均能达到UL 94 V-0级。     

软质聚氨酯泡沫塑料用无卤阻燃剂的研究

本文以羟基苯氧膦丙烯酸(CEPP)和三聚氰胺(MA)为原料合成了一种含磷、氮无卤阻燃剂(CMA),采用FT-IR表征了阻燃剂的化学结构,并将该阻燃剂用于软质聚氨酯泡沫(FPUF)的阻燃。用扫描电镜(SEM)研究了阻燃剂的加入对FPUF的形态的影响,通过LO I和垂直燃烧(Cal.117A)测试研究了该阻燃剂对FPUF的阻燃效果。结果表明,CMA可以有效提高FPUF的阻燃性:当CMA的添加量为10%时,FPUF即可通过Cal.117A测试,其LO I值也从17.3提高到23.0;随阻燃剂添加量的增加,FPUF的阻燃性能也逐渐提高。TG测试结果表明CMA的加入对FPUF的热稳定性没有多大影响。     

阻燃剂二(5,5-二溴甲基-1,3,2-二氧六环磷酰)双酚A的合成

近年来,针对高分子材料易燃进行阻燃化处理,赋予其难燃性和抑烟性,对于有效阻止材料火灾事故发生和抑制火焰传播具有重要意义~([1-2]).磷、溴作为两类重要的阻燃元素,具有各自相应的阻燃机理,能够通过凝聚相和气相共同发挥阻燃作用,降低材料的燃烧性能.     

次磷酸铝协同硼酸锌阻燃聚乙烯

以次磷酸铝(AHP)和硼酸锌(ZB)为复合阻燃剂,通过熔融共混法制备了阻燃聚乙烯(PE)材料,研究了AHP和ZB对PE的协同阻燃效应。 结果表明,AHP、ZB阻燃剂在PE基体中分散均匀;添加质量分数为25%AHP阻燃剂,PE材料的极限氧指数值(LOI)提升至25%,通过垂直燃烧测试(UL-94(3.2 mm))V-2级,显示出良好的阻燃效果;引入ZB后,材料LOI值呈先升高后下降趋势,在m(AHP):m(ZB)=21:4时,出现峰值,达到27.2%,并通过UL-94(3.2 mm)V-1级;热失重分析(TGA)结果显示,AHP、ZB阻燃剂能同时提高PE材料的热稳定性和成炭率,当m(AHP):m(ZB)=17:8时,残渣率达到25.7%。     

新型树状单分子磷-氮膨胀阻燃剂的合成及阻燃性能研究

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醚、新戊二醇以及三氯氧磷等为原料, 合成一种新型树状单分子磷-氮膨胀阻燃剂六(4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基苯氧基))环三磷腈(Ⅵ). 标题化合物结构经IR、MS 及¹H NMR 证实. 热失重分析表明标题化合物具有较高的热稳定性和良好的成炭性, 氮气氛下的起始分解温度为270 ℃, 600 ℃时炭残余量达45.2%. 实验表明, 标题化合物对环氧树脂呈现出良好的阻燃效果.     

新型阻燃剂1 ,3 ,5-三(5 ,5-二甲基-1 ,3-二氧杂己内磷酸酯基)苯的合成及表征

以1,3,5-三羟基苯、新戊二醇、三氯氧磷等为原料,采用简洁、高效的合成路线,通过两步反应合成了新型阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯基)苯.通过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱、元素分析以及热失重分析等对产物结构和热性能进行了表征和研究.热失重分析表明:该阻燃剂起始分解温度为295.26℃ ,在295.26℃ ~343.38℃和350.40℃ ~578.04℃温区迅速炭化;当阻燃剂被加热到681.03℃时,炭残余量高达43.33 %.