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1、聚氨基環(huán)三磷腈的合成及其對(duì)聚烯烴的阻燃性能研究學(xué)位論文完成日期:2014年4月lo日指導(dǎo)教師簽字:答辯委員會(huì)成員簽字:葒一竹砸葒青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文聚氨基環(huán)三磷腈的合成及其對(duì)聚烯烴的阻燃性能研究摘要磷腈因具備無鹵、燃燒時(shí)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(diǎn),而被認(rèn)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‘,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(kuò)大應(yīng)用范圍的關(guān)鍵。本文對(duì)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(jìn)行
2、了研究。結(jié)果表明,六氨基環(huán)三磷腈的取代度對(duì)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(shí)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1.059/lOOmL水,在相對(duì)濕度為50~60%時(shí),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
3、及五聚體組成,其中以三聚體為主。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(duì)PHACTPA阻燃聚烯烴進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PHACTPA對(duì)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(jiǎn)稱THEIC)對(duì)PE和PP具有良好的協(xié)同阻燃作用。在添加量為20%時(shí),單獨(dú)使用PHACTPA,阻燃PE和PP的L01分別為24.4%和25.2%,阻燃級(jí)別為無等級(jí)和FV-1,單獨(dú)使用THEIC,阻燃PE和PP的L01分別為17.4%和18.7%,均無阻燃等級(jí),而
4、復(fù)合使用PHACTPA和THEIC,阻燃PE和PP的L01分別為為25.4%和27.4%,阻燃級(jí)別均達(dá)FV-0。錐形量熱分析表明,PHACT剛THEIC伊E的總熱釋放量(THR)、最高熱釋放速率(PHRR)、平均熱釋放速率(MHRR)、點(diǎn)燃時(shí)問(TTI)較PHACTPA/PE的均明顯降低,但PHACTPA/THEIC/PP的THR、PHRR、MHRR和T11略增加。熱重分析表明,PHACTPA和tjHACTPA/THEIC阻燃對(duì)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,PH
5、ACTPA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C02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(jìn)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,因而有利于THEIC、-聚氨基環(huán)三磷腈的合成及其對(duì)聚烯烴的阻燃性能研究PP和PE成炭,并使膨脹炭層結(jié)構(gòu)更加致密,因而產(chǎn)生了良好的協(xié)同阻燃作用。關(guān)鍵詞:聚氨基環(huán)三磷腈合成聚烯烴三(2.羥乙基)異氰尿酸酯協(xié)同阻燃作用Ⅱ青島科技大
6、學(xué)研究生學(xué)位論文STUDYoNSYNTHESIS0FPOLYAMINoCYCLOTRIPHoSPHAZENEANDITSFLAMERETARDANCEINPOLYoLEFINABSTRACTPhosphazeneastheflameretardantshassomemeritssuchasnon-halogen,lesssmoke,highflameretardantefficiency,non-toxicityandnon-corrosivegasformedwhenburning。Soithasbecometh
7、edirectionofthedevelopmentofflameretardates.Hexaamidocyclotriphosphazeneisoneofafewcommercializedphosphazeneflameretardants.However,itspracticalapplicationhasbeenstrictlylimitedduetoitshighwatersolubilityandonlyforthetextilefibers,SOhowtoreduceitswatersolubili
8、tybecomesthekeytoexpandingtheapplicationscope.Inthispaper,polyamin6cyclophosphazene(PHACTPA)wassynthesizedbypolycondensinghexaamidoeyclotriphosphazene.Theresultsindicatedthatthesub