高支化环三磷腈型苯并噁嗪的合成表征及性能

以自制的六(4-羟基苯氧基)环三磷腈(I)、苯胺、甲醛为原料,甲苯为溶剂合成了高支化环三磷腈型苯并噁嗪(II),收率68.9%。采用傅里叶变换红外光谱、核磁氢谱、差示扫描量热法、热重分析、极限氧指数(LOI)和水平-垂直燃烧试验对(II)及其固化物(III)的结构和性能进行了表征,并对比了其与传统苯并噁嗪的热性能与阻燃性能。结果表明,(II)的开环聚合起始温度为186.0℃,峰值温度为235.4℃,具有比传统苯并噁嗪更低的开环聚合起始温度;(III)的5%和10%热失重温度分别为344.1℃和392.7℃,800℃残炭率为64.97%,LOI值可达43.5%,UL-94等级为V-0,具有比传统苯并噁嗪更为优异的热稳定性和阻燃性,可应用于阻燃要求较高的场合。     

无机高分子聚双苯氧基磷腈的合成与表征

采有热开环聚合方法,合成了反应性无机高分子聚（二氯磷腈）,并利用反应性无机高分子的亲核取代反应合成了具有较高分子量的无机高分子聚双苯氧基磷腈。采用NMR（^31P,^1P),FT-IR,GPC,DSC,TGA等对所得到的无机聚合物进行了结构表征和性能测试。实验结果表明,聚合温度对聚合反应具有明显的影响,而在一定温度下聚合时间对聚合反应的影响较为复杂,通过热开环聚合方法可以获得具有较好溶解度的线性无机高分子材料,该谈无机材料具有优良的热稳定性。     

苯胺基环磷腈的合成及PVA阻燃纤维的制备

通过对六氯环三磷腈的苯胺氨基化,合成出了六-苯胺基-环三磷腈(HACTP)。将HACTP作为阻燃剂加入聚乙烯醇中进行共混纺丝,制得具有良好阻燃效果的聚乙烯醇纤维。通过各种表征手段研究了阻燃纤维的阻燃性能、热分解性能和力学性能。结果表明,随着HACTP含量增加,阻燃PVA纤维的极限氧指数(LOI)和残炭率随之增加,而其拉伸强度却呈下降趋势。当HACTP的质量百分数在10%~15%,PVA纤维的拉伸强度≥3.2 cN/dtex,其极限氧指数≥28%,PVA纤维同时具有良好的阻燃性能和力学性能。     

聚（苯氧基/乙醇胺基）磷腈的合成及表征

通过六氯环三磷腈的热开环聚合得到了线性聚二氯磷腈（PDCP）,再采用两步亲核取代合成了聚（苯氧基/乙醇胺基）磷腈。运用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、热重分析（TGA和DTA）对聚合物进行结构和性能表征。FE-SEM结果表明,聚合物呈...     

具有磷杂菲和磷腈双效官能团的新型阻燃助剂的合成及表征

采用两步法合成了一种具有磷腈和磷杂菲(DOPO)双效官能团的阻燃助剂六-(DOPO-羟甲基苯氧基)-环三磷腈(HAP-DOPO)。以六氯环三磷腈和对羟基苯甲醛为原料,通过亲核取代反应获得六-(4-醛基苯氧基)环三磷腈(HAP),进一步与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)加成反应制得HAP-DOPO。采用红外光谱和核磁1HNMR证实了其结构。通过DSC和TGA测试,结果表明HAP-DOPO有明显的玻璃化转变温度(Tg=82℃),熔点(Tm)186℃,初始分解温度在200℃以上,在氮气氛围下600℃的残炭量达到了46.7%,成炭阻燃性能优良。     

单组分磷-氮膨胀阻燃剂的合成及成炭性能

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)等为原料,合成出新型单组分磷-氮膨胀阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(Ⅴ),其结构经红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(1H-NMR)表征。热失重分析表明,化合物(Ⅴ)具有较高热稳定性和良好成炭性,起始分解温度为195℃,800℃时炭残量达50.3%。扫描电镜观测发现,500℃时,化合物(Ⅴ)产生连续、致密、光滑、均匀的膨胀炭层。变温红外光谱研究表明,当温度从200℃加热至700℃时,化合物(Ⅴ)官能团强度逐渐由强变弱,并在1631 cm-1处产生新的芳香环炭层结构吸收峰。     

聚双正丁氧基磷腈的合成与表征

通过六氯环三磷腈的热开环聚合合成了线性聚二氯磷腈(PDCP)中间体,探讨了聚合时间、聚合温度单体纯度及空气湿度等对PDCP合成的影响,采用FT-IR、TGA对PDCP进行了表征。TGA结果表明,PDCP呈现明显的二段降解性;通过正丁醇对PDCP进行亲核取代合成了聚双正丁氧基磷腈,采用FT-IR、TGA、SEM对聚双正丁氧基磷腈进行了表征,TGA结果表明,聚双正丁氧基磷腈具有优良的热稳定性和较高的残留率,SEM结果表明,材料形貌呈现无定形态分布,而且其表面比较光滑无明显缺陷。     

新型磷氮型阻燃剂的制备及其阻燃聚氨酯泡沫塑料

以三（2-羟乙基）异氰尿酸酯（THEIC）和苯氧基磷酰二氯（PDCP）为主要原料,合成了一种新型磷氮型阻燃剂（PNFR）,借助FTIR、核磁共振光谱（1H-NMR、31P-NMR）对其结构与组成进行了表征。将PNFR与聚磷酸铵（APP）复配用于制备聚磷酸铵-新型磷氮型阻燃剂阻燃聚氨酯泡沫（APP-PNFR/PUF）复合材料,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试、锥形量热和热失重分析对APP-PNFR/PUF复合材料的阻燃性能和热性能进行了研究。结果表明:成功获得了PNFR;此外,PNFR的TGA表明PNFR在N₂气氛下的初始分解温度为249℃,800℃时的残炭量可达33.7%,其具有较高的热稳定性能。APP-PNFR的加入能有效改善PUF的阻燃性能,且当PNFR的添加量与组合聚醚的质量比为7.5%时,可获得综合性能较好的阻燃PUF材料,其中LOI从19%提高至24%,UL-94垂直燃烧等级达到V-0级,热释放速率峰值从110.6 kW/m2降低到94.5 kW/m2;同时,APP-PNFR/PUF3在N₂气氛下的初始分解温度提高了6℃,最大分解速率降低了16.3%,800℃时的残炭量可达33.5%。PNFR的加入不会削弱PUF的物理力学性能。      

环三磷腈衍生物的合成及其阻燃环氧树脂应用研究

合成了六(4-甲氧基苯氧基)环三磷腈(HMPCP)和六(4-羟基苯氧基)环三磷腈(HHPCP)。将HMPCP和HHPCP应用于TDE-85环氧树脂中,研究添加两者后环氧树脂的阻燃性能,结果表明HHPCP阻燃效果优异,添加8%(wt,质量分数,下同)HHPCP的环氧树脂氧指数从18.2%提高至23.7%,450℃时残炭率高达12%;HHPCP阻燃机理为膨胀阻燃机理。     

聚磷腈衍生物阻燃剂改性低密度聚乙烯电缆料

采用沉淀聚合法制备出聚磷腈-砜微球(PZS),同时采用亲核取代反应法制备出六苯氧基聚环三磷腈(HPCP),分别填充到低密度聚乙烯(LDPE)中,制得电缆料HPCP/LDPE与PZS/LDPE。对于前者,随着HPCP填充量从0%增加到7%,其LOI从17增大到22,烟密度略微增大,填充5%时增加最少达到170;而拉伸强度和断裂伸长率略微降低了10%。对于后者,随着PZS填充量增加到5%,LOI值增加到21,烟密度逐渐下降,填充5%时降至最低140;拉伸强度和断裂伸长率随PZS填充量增大均为先增大后降低,当填充5%时强度仅降低10%,而断裂伸长率仍大于未填充PZS的纯料。随着HPCP或PZS填充量增大,电阻率略微下降,填充7%的HPCP电缆料的电阻率最低达2.1×1014Ω·cm,仍满足电缆料的绝缘性能要求。     

环三磷腈和DOPS双基协同阻燃对环氧树脂性能的影响

为了提高环氧树脂(EP)的阻燃性能，将双基阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(HAP-DOPS)和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)/9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)分别添加到EP中，在含磷量为1.8%(质量分数)时，对比研究了磷腈、磷杂菲基团在分子内和分子间双基协同阻燃对EP性能的影响，探索了其阻燃规律，同时研究了不同添加量的HAP-DOPS对EP的热稳定性、阻燃性能和成炭性能的影响，并分析了其阻燃机理。结果表明，15%HAP-DOPS/EP的极限氧指数(LOI)值提高至31.4%，垂直燃烧测试(UL-94)达到V-0级；当HPCTP/DOPS/EP的含磷量为1.8%,P_HPCTP∶P_DOPS=1∶1时，复合体系的LOI值为31.2%，达到UL-94 V-0级，即阻燃剂HAP-DOPS和HPCTP/DOPS均能有效改善EP的阻燃性能，但HAP-DOPS在降低热释放方面更有优势，HAP-DOPS/EP的潜在火灾危险性低于HPCTP/DOPS/EP。残炭分析...     

填料对不饱和聚酯树脂包覆层耐热性影响研究

选择氢氧化铝、六(4-醛基苯氧基)环三磷腈(PNCHO)、六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈(PNOH)、六(2,4,6-三溴苯氧基)环三磷腈(PNBr)、联二脲(DBH)和八苯基聚倍半硅氧烷(POSS)作为不饱和聚酯树脂包覆层的填料，经复配、固化，制备出不饱和聚酯树脂包覆层，分别考察了填料种类和用量对不饱和聚酯树脂包覆层的热导率、线膨胀系数和动态热失重性能的影响。结果表明，填料可使不饱和聚酯树脂包覆层的热导率提高，且热导率随填料用量的增加和填料粒径的增大而升高；不饱和聚酯树脂包覆层的线膨胀系数随填料用量的增加而降低。而当填料用量相同时，大粒径填料填充的包覆层的线膨胀系数均比小粒径填料填充的高。PNCHO、PNOH、PNBr和POSS均能够明显提高不饱和聚酯树脂包覆层的耐热性。     

六氯环三磷腈/聚苯乙烯复合阻燃材料的制备及其阻燃性能研究

以氯苯为溶剂,金属氯化物为催化剂,吡啶为缚酸剂制备六氯环三磷腈,以六氯环三磷腈为阻燃剂添加到聚苯乙烯(PS)基体材料中形成复合材料,利用XRD、FT-IR、TG、FESEM等表征手段对合成样品进行测试表征和分析,结果表明,添加了六氯环三磷腈的PS阻燃性能有显著提高。     

热交联型六(4-炔丙基苯氧基)环三磷腈的合成及热稳定性能研究

以六氯环三磷腈为原料,合成了六(4-炔丙基苯氧基)环三磷腈(PPT),并将其与PET共混制备PET/PPT混合材料。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1 H-NMR、31 P-NMR)表征了PPT结构。利用示差扫描量热法分析(DSC)、变温红外(RT-FTIR)及热重分析(TGA)跟踪了PPT的受热过程及热分解过程。结果表明PPT在受热至233℃时,会发生自交联反应,热分解后残炭量高,其在氮气气氛下800℃时的残炭量高达65.7%,将其与PET共混能有效促进PET成炭。     

蒙脱土协同膨胀阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)。为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃及力学性能,添加不同质量分数的蒙脱土(MMT)制出新型阻燃环氧树脂材料(DOPOMPC/APP/MMT/EP)。通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧、锥形量热、扫描电子显微镜观察等方法研究了蒙脱土与DOPOMPC的协同效应。实验结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%MMT/77%EP)各项燃烧参数得到了最佳改善,复合材料综合表现最优。其中LOI值达到38.2%;热释放速率峰值较未经MMT处理的阻燃复合材料EP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP)下降了29.1%;比消光面积平均值和一氧化碳释放率平均值分别降低了72.7%和65.5%;火势增长指数、发烟指数和毒性气体生成速率指数较EP1降幅分别达到38.2%、13.1%和34.0%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1分别提高了25.4%、12.7%和1.97倍,呈现出良好的阻燃、抑烟、抑毒性能。炭层宏观和微观形貌表明,添加MMT的阻燃材料在燃烧初期能够形成更致密、坚硬的优质炭层。     

不同异氰酸酯对豆油型聚氨酯性能的影响

通过不同异氰酸醢与豆油型多元醇反应制备新型的聚氮酯产品，可用于聚氨酯发泡、弹性体、涂料、粘合荆等领域。聚氨酯产品的性能主要取决予交联密度和异氰酸酯的化学结构。芳香族三异氟酸酯合成的聚氨酯产品具有最高的密度、玻璃化转变温度、模量和拉伸强度．同时具有最低的断裂伸长率、溶涨性（甲苯中）和抗冲击强度；脂肪族三异氰酸醋和二异氰酸酯合成的聚氨酯产品具有最高的断裂仲长率和溶涨性．具有最低的拉伸强度；芳香族和脂环族二异氰酸酯合成的聚氨酯产品性能相近，其测量值在前两类聚氨酯之间。     

热塑性聚氨酯弹性体的合成及其性能表征

聚氨酯具有优异的性能且应用广泛，本文由4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、相对分子质量为2000的聚四亚甲基醚二醇（盯MG）和1，4-丁二醇（BDO）通过两步法合成了一种热塑性聚氨酯弹性体，并实验测定其反应温度为80℃，预聚时间为1h。扩链时间为30h；其拉伸强度为25．6MPa，断裂伸长率为610％，邵A硬度为82，达到了拜耳样品的力学要求。合成样品有着优异的耐酸碱性、耐水解性和耐高低温性等。利用TG与DMA表征其使用温度，发现合成样品使用温度范围很宽，初始分解温度在300℃左右。     

含硫功能聚磷腈微纳米球的合成及其在环氧树脂阻燃中的应用

以六氯环三磷腈（HCCP）、4,4'-二羟基二苯硫醚（TDP）为原料合成了一种环交联型的聚磷腈（PTP）微纳米球,并将其加入到环氧树脂（EP）中制备成PTP微纳米球/EP（PTP/EP）复合材料,研究其阻燃性能。采用FTIR和SEM对PTP微纳米球进行表征;TG分析考察PTP/EP复合材料的热稳定性;极限氧指数（LOI）和锥型量热分析（CONE）对PTP/EP复合材料进行阻燃性能测试。研究结果表明,PTP微纳米球具有不溶不熔的特性,粒径在500 nm~3 μm之间,且拥有优异的热稳定性和成炭性,起始热分解温度高达453.2℃,800℃残炭为74.3%。PTP微球的加入显著提高了EP的阻燃性能。当PTP微纳米球添加量仅为5wt%时,PTP/EP的热释放速率峰值降低了55.43%;LOI值从纯EP的25.6%提高到了30.4%。PTP微球的加入还提高了EP的力学性能。PTP微纳米球因其不溶不熔的特点在EP中充当增强剂,在受热燃烧时充当高效的阻燃剂。本研究为功能性阻燃剂的研发提供了新思路。      

环交联聚磷腈在树脂基复合材料中的应用研究进展

环交联聚磷腈是一类以六氯环三磷腈为交联单元合成的有机-无机杂化高分子材料。此类聚合物通常由六氯环三磷腈与带有双官能团或者多官能团的共聚单体经共沉淀聚合制备，兼具机高分子与无机高分子的性能。相比于线型聚磷腈，环交联聚磷腈合成条件简单温和、产率高，具有独特的大网络交联结构，并拥有优异的分子可设计性、结构与性能可调控性、尺度与形态可调节性、热稳定性及耐溶剂性等特点，在树脂基复合材料的微纳增强、阻燃、界面调控等方面得到广泛应用。介绍了环交联聚磷腈的合成方法、结构与特性，重点概述了环交联聚磷腈在纳米增强树脂基复合材料、阻燃树脂基复合材料及纤维增强树脂基复合材料中的应用，并对环交联聚磷腈在复合材料领域的发展趋势做了进一步展望。     

DOPO-PHBA反应型阻燃剂的合成及其与TGIC复配体系对环氧树脂性能的影响

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和对羟基苯甲醛（PHBA）为主要原料,合成了一种新型的反应型阻燃剂DOPO-PHBA,利用FTIR和核磁共振谱（¹H-NMR、³¹P-NMR）对其分子结构和组成进行了分析表征。将DOPO-PHBA与异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）复配用于制备DOPO-PHBA-TGIC/环氧树脂（EP）复合材料,通过极限氧指数（LOI）、动态热机械测试（DMA）和TGA分别对DOPO-PHBA-TGIC/EP复合材料的阻燃性能和热性能进行了研究。结果表明：成功制备了DOPO-PHBA,且DOPO-PHBA-TGIC复配型阻燃剂能显著改善EP的阻燃性能,当体系磷元素的质量分数为0.6wt%时,氧指数（LOI）由24%提高至32.5%;此外不同磷含量的DOPO-PHBA-TGIC/EP复合材料的玻璃化转变温度（T_g）均保持在200℃以上并且在800℃时的残炭量不断提高,其初始分解温度和最大热失重速率均有所下降;燃烧后残炭的红外分析表明,该体系满足凝聚相阻燃机制,且DOPO-PHBA-TGIC的加入不会削弱EP的力学性能。