聚双酚酸苯基磷酸酯的合成与其膨胀阻燃abs中的应用

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1、浙江大学硕士学位论文摘要ABS(丙烯腈．丁二烯．苯乙烯共聚物)树脂是产量最大的树脂之一，广泛应用于电器、电子、汽车、建筑等领域。然而，ABS树脂的氧指数仅为19左右，容易燃烧，并产生大量的浓烟和有毒气体，对人们的生命安全和环境带来很大的危害，因此ABS的阻燃研究十分重要。膨胀型阻燃剂(IFR)因环境友好且阻燃效率高而在阻燃领域获得广泛应用。但目前IFR的合成大多以三氯氧磷、三氧化磷等有毒化合物为原料，并要求绝对干燥的反应条件。这种工艺不仅原料不易保存，而且反应条件苛刻。另外，生产膨胀型阻燃剂的原料几乎全部来源于化石资源，而化石资源是不可再生资源。若将其部分原料用来源于生

2、物质资源的化学品来代替，将为膨胀型阻燃剂的可持续发展提供一条新途径。采用源于生物质资源的双酚酸作为原料，四丁基氯化铵为相转移催化剂，通过界面缩聚法，合成了聚双酚酸苯基磷酸酯(Poly(DPA—PDCP))，考察了反应时间、催化剂用量和氢氧化钠用量对聚合产率的影响，优化出较佳的反应条件。利用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)等方法表征了其分子结构。热重分析(TGA)结果表明无论在空气还是氮气气氛下，Poly(DPA．PDCP)都具有良好的热稳定性和优异的成炭能力，能满足普通工程塑料的加工需要。通过熔融共混法制备ABS／多聚磷酸铵(APP)／Poly(DPA．PDCP

3、)阻燃体系，分析了Poly(DPA-PDCP)和APP对ABS树脂热稳定性能和阻燃性能的影响和协同作用。结果表明：Poly(DPA—PDCP)／APP复配阻燃ABS，能提高材料的热稳定性，降低材料的热分解速率，且显著提高残炭量。同时降低材料的总热释放量、热释放速率和质量损失速率，提高材料的极限氧指数。Poly(DPA．PDCP)与APP以质量比为1：4复配阻燃ABS，具有较好的协同阻燃效应，阻燃效果最佳。Poly(DPA．PDCP)-与APP复配阻燃ABS的机理为固相阻燃机理，APP作为酸源和气源，Poly(DPA．PDCP)主要作为炭源，当材料燃烧时，在材料表面形成一

4、层稳定致密的炭层，阻隔热质传递，保护基体材料。通过熔融共混法制备Poly(DPA．PDCP)／APP／膨胀石墨(EG)协同阻燃ABS树脂体系，考察了Poly(DPA．PDCP)／APP与EG不同比例复配对ABS树脂热性能和阻燃性能的影响。结果表明：Poly(DPA．PDCP)／APP与EG复配阻燃ABS，提高材料的热稳定性，降低材料的分解速率，且显著提高残炭量。nI浙江大学硕士学位论文摘要Poly(DPA．PDCP)／APP(1／4)与EG以质量比为1：l复配阻燃ABS，阻燃效果最佳，极限氧指数高达32．6％，UL．94测试达到V-0级。Poly(DPA—PDCP)／A

5、PP／EG体系的阻燃机理为固相阻燃。通过扫描电镜观察阻燃ABS极限氧指数测试后的残炭形貌，发现在材料燃烧时EG膨胀后的石墨片层构成炭层的骨架，Poly(DPA．PDCP)／APP通过化学反应产生的残炭粘附在EG的炭层骨架上，两者结合，形成了致密、高强度的炭层，更有效地阻隔热质传递，保护基体材料。Poly(DPA．PDCP)／APP与EG协同阻燃ABS，提高阻燃性能的同时，使得复合材料的储能模量大幅度提高，同时提高ABS的玻璃化转变温度。关键词：ABS，膨胀型阻燃剂，聚双酚酸苯基磷酸酯，可膨胀石墨，协同效应，阻燃浙江大学硕士学位论文ABSTRACTAcrylonitfil

6、e-butadiene-styrene(ABS)isawidelyusedthermoplasticmaterialowingtoitsgoodmechanicalproperties，chemicalresistanceandprocessingadvantages．OneofthemaindrawbacksofABSisitsinherentflammability，andthereforeinmanyapplicationcases，itisnecessarytoconstructaflameretardedcompositionforABSresin．Intum

7、escentflameretardant(IFR)iswidelyusedduetoitshighefficiencyandenvironmentalfriendly．ButthemajorrawmaterialsforthesynthesisofIFRareharmfulPOCl3andPCI3，andthereactiondemandedabsolutelydryconditions．Inaddition,alloftherawmaterialsforproducingIFRarefromfossilresources，whichar