DOPO衍生物在阻燃环氧树脂中的应用研究进展

综述了近年来DOPO(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)衍生物作为环氧树脂固化剂、环氧树脂和添加型阻燃剂在环氧树脂中的合成和应用状况,并对阻燃环氧树脂的阻燃性和热性能进行了比较。     

DOPO型无卤阻燃环氧树脂概述

DOPO是上世纪九十年代中期开发的反应型磷系阻燃剂，通过将其键结在环氧树脂中，合成DOPO型无卤阻燃环氧树脂，具有环境友好、阻燃效率高、玻璃化转变温度高等优点，有望替代溴化环氧树脂及其作为灌封材料的应用。     

含磷双酚A甲醛酚醛环氧树脂的合成与反应动力学研究

含磷环氧树脂是目前阻燃环氧树脂的主要发展方向,其在电子工业和复合材料方面有广泛的应用.本方法采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)与双酚A甲醛酚醛环氧树脂合成了新型含磷双酚A甲醛酚醛环氧树脂,通过红外谱图和核磁共振图谱确认了其结构,并简单的探讨了反应机理;采用DSC分析方法研究DOPO与双酚A甲醛酚醛环氧树脂的反应动力学,得到DOPO与双酚A酚醛环氧树脂反应的表观活化能Ea为54.379kJ/mol,反应级数n为1.08,表明该反应为一级反应.     

DOPO型无卤阻燃环氧树脂体系研究进展

综述了近5年来以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物为中间体制备新型无卤阻燃剂、阻燃型环氧树脂固化剂和无卤阻燃环氧树脂的研究新进展,并通过UL 94、极限氧指数(LOI)和成炭率等阻燃性能参数对它们的阻燃性能进行了评价.这些具有环境友好、低毒低烟和高效阻燃等优点的固化剂和环氧树脂,...     

新型阻燃剂中间体DOPO合成与应用概述

新型阻燃荆中间体9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物合成的阻燃荆具有高效、无卤、无烟、无毒等性质，不迁移，阻燃性能持久。可用于电子、合成纤维、半导体封装材料阻燃。DOPO在提高高分子材料的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，保持了高分子材料的良好物理性能。     

阻燃剂DOPO的中试研究

由于环保原因，含卤类阻燃剂已逐步被有机磷阻燃剂所取代，9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）就是有机磷阻燃剂系列产品之一，可用于纺织、涂料、塑料、建材等行业，特别在纺织行业，作为涤纶的阻燃剂，其效果显著。DOPO及其衍生物可广泛用于合成纤维、电子设备用塑料、铜衬里压层、电路板、半导体封装材料、光敏材料和发光材料等阻燃。     

磷氮阻燃剂的合成及其应用

简要概述了近年来聚合型有机磷系、磷氮系阻燃剂的合成动向及阻燃特性,结合本实验室的工作,重点介绍了季戊四醇螺环磷酸酯类、笼状磷酸酯类及其它含磷-氮键的单体型膨胀阻燃剂的近期研究动态.     

含磷酰杂菲共聚酯的合成及其性能研究

9．10-二氢-9-氧-10-磷酰杂菲-10-氧化物（DOPO）是一种含磷阻燃改性单体，人们将DOPO引入到聚合物中用以改善材料的阻燃性能。其中王春山等将DOPO引入了环氧树脂、聚酰胺以及PET、PEN、PBN等聚酯中，王玉忠等将其引入了液晶共聚酯中，引入了DOPO的聚合物均表现出了良好的阻燃性质。     

环三磷腈衍生物在环氧树脂阻燃方面的应用

磷腈类阻燃剂对聚合物具有良好的阻燃效果,其中六氯环三磷腈作为第二代磷氮膨胀型阻燃剂,因为具有优异的分子结构设计特性,人们基于其衍生物对聚合物阻燃进行了大量的研究。通过对比不同种类六氯环三磷腈衍生物对环氧树脂及其复合材料阻燃性能的影响,发现六氯环三磷腈衍生物对环氧树脂具有优异的阻燃性。     

几种常用阻燃剂对环氧树脂的阻燃效果研究

针对环氧树脂阻燃剂开发的现状,研究了三聚氰胺多聚磷酸酯(MPOP)、包覆红磷、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物(DOPO)4种阻燃剂在环氧树脂中的阻燃应用,分别讨论了单阻燃剂体系和双阻燃剂体系的阻燃效果,应用极限氧指数测试和水平-垂直燃烧测试评价阻燃改性环氧树脂的阻燃性能。在单阻燃剂体系中,加入20gMPOP可以使LOI值达到25.3%,UL-94V-0级;而双阻燃剂体系中,加入DOPO的MPOP体系表现出了良好的协同效应,DOPO可以在提高相应的环氧树脂LOI值的同时减少MPOP的使用量。与只使用MPOP的体系相比,5gDOPO和20gMPOP共同使用可以将环氧树脂的LOI提高到30.5%同时垂直燃烧等级为V-0级。     

一种用于尼龙-6阻燃的新型阻燃剂的合成与表征

随着高分子材料的广泛使用，由其引发的火灾也越来越多．造成的损失越来越严重．因此高分子材料的阻燃引起人们的广泛关注。通过共聚的方法，将含阻燃元素的化合物引入高分子主链．具有阻燃效果持久、毒性低、对高分子材料的性能影响较小等特点，因此是高分子材料阻燃化发展的方向之一。而反应型含磷化合物10-（2，5-二羧基丙基）-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO-ITA）可用于合成新型含磷共聚酯和环氧树脂。     

硫化DOPO衍生物阻燃环氧树脂的性能与阻燃机制

为了获得综合性能好的阻燃环氧树脂(EP)复合材料,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)的衍生物应用于EP。首先,通过DOPS和马来酸酐(MAH)反应合成磷杂菲衍生物马来酸酐-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(MAH-DOPS),采用FTIR、¹H NMR、³¹P NMR等手段确定其结构;其次,分别将DOPS和MAH-DOPS添加到EP中,通过共混制备复合材料DOPS/EP和MAH-DOPS/EP;再次,对比了DOPS/EP和MAH-DOPS/EP的热稳定性、阻燃性能和力学性能;最后,探讨了MAH-DOPS对EP的燃烧性能和热降解行为的影响,深入分析其阻燃机制。通过对比发现：阻燃剂DOPS的初始分解温度(T_5%,205.4℃)低于MAH-DOPS(235.2℃),在添加相同质量分数的阻燃剂时,复合材料DOPS/EP的热稳定性也低于MAH-DOPS/EP,与阻燃剂热稳定性一致;阻燃剂DOPS和MAH-DOPS均能改善EP的阻燃性能,MAH-DOPS/EP具有更优异的阻燃效果。...     

P元素杂化本征阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备及其性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和顺丁烯二酸酐(MA)为原料合成含磷单体DOPOMA,将其与二元酸、二元醇进行缩聚反应,得到侧链含磷的端羟基饱和聚酯,再将其与TDI反应合成含磷阻燃热塑性聚氨酯弹性体。采用红外光谱分析(FT-IR)、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)、扫描电子显微镜(SEM)、万能实验机等测试手段对含磷高聚物的结构、热稳定性、成炭能力、力学性能等进行了分析。结果表明,随着P含量的增加,LOI值逐渐增大,分解温度逐渐提高,残炭率逐渐增大。燃烧炭层致密,P元素的引入对材料的力学性能影响较小。     

新型螺环原碳酸酯的合成及对环氧树脂的改性研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、缩水甘油、二正丁基氧化锡和二硫化碳为原料,合成出一种新型的含磷螺环原碳酸酯(DSOC)。经红外光谱、核磁分析和元素分析对合成产物的结构进行表征后,作为抗收缩剂和阻燃剂用于环氧树脂(E-51)中,在三氟化硼乙胺络合物的催化作用下与E-51进行共聚。结果表明,随着DSOC加入量的增加,环氧树脂的收缩率下降,当DSOC的加入量为10%(质量分数)时,材料的收缩不仅消失了,还表现出稍微的膨胀。DSOC的加入不仅提高了材料的阻燃性能,还使材料的冲击强度和粘结强度得到改善。     

液氧相容改性环氧树脂体系低温力学性能分子动力学模拟

使用含磷阻燃剂分子对环氧树脂进行化学改性可以提高材料的液氧相容性,但将显著改变环氧树脂固化物的力学性能。利用分子动力学(MD)模拟方法,研究了10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)改性环氧树脂的低温力学性能。首先采用两步反应方案来制备改性的环氧热固性交联网络,然后分别给予ReaxFF与Dreiding力场,基于截断键长实现精确有效的键断裂模拟。着重探索了不同磷含量对分子网络结构和材料性能的影响。研究发现,链长分布特征是决定材料力学性能的关键因素。而通过链长调节(CLR),材料在低温下的力学性能可以明显增强。为高性能液氧相容热固性树脂和复合材料的设计和制造提供了有价值的参考,有助于提高复合材料在恶劣工程环境下的耐受性。     

磷系列新结构环保型阻燃聚酯研究进展

聚酯(PET)具有良好的物理性能、耐摩擦、绝缘性好、冲击强度高、尺寸稳定性好、吸湿性小、电性能好、耐溶剂等优点。但是,和大多数高分子材料一样,PET具有可燃性,氧指数较低等弱点。另外,随着环保要求的不断提升,研究开发环保型阻燃聚酯受到了广泛的关注。而含磷阻燃剂在高温时形成具有P=O和P-O或P-H等形式的小分子物质挥发至气相中以起阻燃作用,且对环境无污染。     

水性含磷环氧化合物的合成与性能

对9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)改性合成水性含磷环氧化合物。首先,以酚醛环氧树脂F-51和DOPO(初始F-51环氧基与DOPO摩尔比为3∶2)合成出F-51-DOPO加成物。然后,在摩尔比(n(F-51-DOPO的环氧基)/n(MEA))为1∶1下,F-51-DOPO加成物与乙醇胺(MEA)反应合成出F-51-DOPO-MEA加成物;最后,在摩尔比(PEGGE环氧基/F-51-DOPO-MEA)为2∶1下,F-51-DOPO-MEA加成物与聚醚醇二缩水甘油醚(PEGGE)反应,合成了F-51-DOPO-MEA-PEGGE加成物。性能研究结果表明,其在室温下能均匀分散于水性体系中,与涂膜中的环氧树脂基材相容性良好;并可使涂膜在保持良好硬度前提下,耐冲击性明显得到提高。热重分析结果表明,其可使固化涂膜在450~800℃高温下的残炭率和耐热性显著提高。氧指数测定结果表明,其能有效提高水性环氧树脂材料的极限氧指数(LOI)及阻燃性能。     

双DOPO结构化合物的合成及对PET织物阻燃性能与机理

为提高对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物的阻燃抗熔滴性能,以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和对二甲醛(TDCA)合成了一种双DOPO结构的磷系阻燃剂(TDCA-DOPO),将其与三聚氰胺(MEL)复配,然后采用聚氨酯作为涂层剂,得到阻燃涂层剂用于PET织物阻燃。结果表明,当两种阻燃剂的质量比为2∶1,总添加量为20%时,极限氧指数提高到28.5%,在垂直燃烧试验中,阻燃涂层抑制了PET织物燃烧时熔滴滴落现象。SEM和EDS的结果显示,阻燃涂层在PET织物上均匀分布。从氮气气氛中的热重分析来看,阻燃PET织物在较高温度区的残炭率由6.5%增加到11.7%。残炭的SEM结果显示阻燃涂层促进PET织物形成膨胀性炭层。根据热裂解气相色谱、残炭的Raman 和 XPS数据分析结果,复合阻燃涂层在气相上生成含磷碎片与不可燃气体,并促进PET织物形成膨胀致密的炭层,同时具有气相与凝聚相阻燃效果。本研究内容可为PET阻燃抗熔滴剂的开发提供指导。     

阻燃剂及其阻燃机理的研究现状

近来关于阻燃剂及其阻燃机理越来越受人们的关注.综述了卤系、磷系、氮系、铝镁系、粘土类和膨胀石墨阻燃剂在高分子材料中的阻燃机理及其研究现状,并提出了增加复合材料在燃烧过程中的成炭倾向是今后聚合物阻燃设计的新思路.     

DOPO衍生物/聚乳酸复合材料的热降解、阻燃及力学性能

研究9, 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、10-(2, 5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)、6H-二苯并[c, e][1, 2]氧代磷酸甘油酯, 6, 6’-(1, 2-苯乙基)双-, 66’-二氧化物(DiDOPO)三种衍生物的热分解行为,并考察了它们对聚乳酸(PLA)材料热降解、阻燃及力学性能的影响。热重分析结果表明,DOPO阻燃剂初始分解温度(T_5%)仅为154℃,DOPO-HQ的T_5%提高到342℃,DiDOPO的T_5%达到363℃,明显高于DOPO与DOPO-HQ。对比DOPO衍生物/PLA复合材料的T_5%发现,T_5%(DOPO/PLA,273.5℃)< T_5%(DOPO-HQ/PLA,321.5℃)< T_5%(DiDOPO/PLA,333.8℃),呈现出与阻燃剂热稳定性相一致的递增趋势。另外,热降解动力学结果表明复合材料的热降解活化能提高。通过热重-红外光谱分析(TG-IR)、裂解-气相色谱/质谱联用(PY-GC/MS)探究DOPO衍生物/PLA复合材料的热降解行为,结果表明三种阻燃剂主要通过产生磷氧自由基实现气相阻燃作用,DOPO-HQ和DiDOPO的特征基团可能在凝聚相中发挥作用。在垂直燃烧测试中三种体系均达到V-0级,其中DOPO/PLA熔滴最严重,DiDOPO/PLA体系熔滴得以抑制。此外,力学测试结果表明,DOPO/PLA拉伸强度比纯PLA下降83.1%,而DOPO-HQ/PLA和DiDOPO/PLA仅分别下降14.2%和15.6%。