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浅述无卤阻燃剂的合成与阻燃机理研究进展

发布日期:2015-02-12   浏览次数:1223



对于ABS及其合金而言,磷酸酯是有效的含磷阻燃剂,尤以磷酸三苯酯(TPP)应用最为广泛 。众多报道指出,TPP能在热降解过程中生成联苯三酚磷酸(PPA),其在凝聚相中扮演热转化能垒的角色 ;同时生成的磷酸及其衍生物从基材或添加组分中脱水成炭。对于不含含氧官能团的ABS树脂而言,当用含磷阻燃剂处理后,燃烧时几乎不能形成炭化膜,阻燃作用不明显;另外,TPP及其同类物的挥发温度较之ABS加工温度为低,导致前者在加工过程中大量挥发,使材料无法达到预期的阻燃效果 。有研究指出,将TPP与酚醛树脂(如Novalac线性酚醛)混合可以通过二者间相互作用有效抑制前者在加工过程中的挥发 。若TPP与降解生成的羧酸官能团之间的反应可以发生在环氧热氧降解过程中,那么环氧树脂对于抑制TPP挥发、提高ABS/TPP阻燃体系阻燃性能同样有效。



对此,国外已有少量开创性研究 并取得初步成果。同时有报道指出,某些经过有机硅改性的环氧树脂可表现出良好的热稳定性和阻燃性能 。为此这种含硅环氧单体用以提高双酚A型环氧树脂(E-51)热稳定性,并使之与TPP组成新的含硅阻燃体系,最终应用于ABS基体树脂,以期获得较好的阻燃效果。



二苯二羟硅烷(DDS)、环氧氯丙烷(ECH)按比例装入置有电动搅拌器的500ml三颈瓶,逐滴加入一定浓度NaOH水溶液并反应至一定时间;生成产物用计量CH2Cl2溶解萃取;有机相于蒸馏烧瓶减压蒸馏除去溶剂相得到白色膏状物体;再用计量去离子水洗涤五次至溶液呈中性;最后用布氏漏斗减压过滤得到环氧硅烷单体初产品。初产品经由柱层析提纯,以CH2Cl2和甲苯混合溶剂提取直至析出组分于紫外灯下无明显吸收。最后得到产物DGDPS



从上述燃烧残渣红外分析不难看出,TPPDGDPS不仅由于两者之间相互作用导致成炭,显示大量含Si、含P官能团吸收也说明二者同时参与成炭。        



综上所述,对于体系阻燃机理研究可以归纳为以下几点:



1,燃烧残渣中大量-CH-官能团存在说明基材燃烧并不充分,可能是表面炭层的生成阻止燃烧的进一步进行;



2,红外谱图中羟基和羰基吸收在ABS/E-51/DGDPS/TPPABS/DGDPS/TPP二阻燃体系中皆有体现,表明乙氧环热解生成羰基现象与前述报道 相符;



3TPPE-51/DGDPS之间相互作用抑止TPP挥发,并通过苯醚、苯酯的生成形成热稳定炭层,该成炭机理同时可对含环氧化合物体系阻燃性能的提升作出解释。


文章来自:http://www.ebswax.com/

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