可光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂的合成及性能研究.docx

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【摘要】
本文围绕光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂的合成及性能进行研究，采用化学合成方法，合成了一种新型阻燃剂，并通过氧指数、Thermal Gravimetric Analysis、Differential Scanning Calorimetry等多种测试手段，对其阻燃性能进行了详细的分析。结果表明，该聚次膦酸乙酯阻燃剂具有较高的阻燃性能，可以将其应用于聚丙烯、聚酰胺等塑料制品中，具有较高的应用前景。
【关键词】光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂；合成；性能分析；应用前景
一、研究背景
随着科学技术的不断发展，越来越多的材料在各行各业得到了广泛的应用。然而，由于各种原因，某些材料在使用过程中会产生火灾及热分解等安全隐患。因此，如何提高材料的阻燃性能，一直是人们所关注的热点问题之一。
聚次膦酸乙酯（Polyphosphoric ester of ethylene glycol, PPE）作为一种重要的阻燃剂，在塑料、橡胶、油漆、胶粘剂等领域得到了广泛的应用。然而，传统的PPE为不溶性或微溶性物质，不易与材料充分混合，且分散性不好，使得其阻燃效果有限。因此，研究如何改善PPE的分散性及相容性，进而提高其阻燃性能，是当前探究阻燃材料发展方向的一个前沿课题。
光聚合技术是一种重要的改性技术，通过光敏修饰等方式，可以使其具有较好的分散性和相容性，从而促进其应用效果的提高。因此，采用光聚合技术对PPE进行结构改性，可望进一步提高其阻燃性能并扩大应用领域。该研究对于塑料制品的开发也具有重要的指导意义。
二、实验部分
1、实验原料
乙二醇（EG）、三氯化磷（PCl3）、三氯化铝（AlCl3）、聚次膦酸（P3）。
2、合成方法
将EG、PCl3和AlCl3混合后，加热至140℃时，向反应器内缓慢滴加P3溶液，然后将反应温度升至170℃，反应24 h，得到光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂。
3、性能测试
氧指数测定：按照GB/-2009《塑料燃烧性试验 垂直燃烧法》进行测试；
热重分析测定（TGA）：以10℃ /min的升温速率，从室温升至800℃；
差示扫描量热法测定（DSC）：热分解动力学数据的测定。
三、结果与分析
1、化学结构表征
合成的光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂的化学结构如下图所示：
2、氧指数测定
将该阻燃剂与聚丙烯（PP）%的质量含量混合制备成试样，进行氧指数测试，%。
3、TGA分析
将该阻燃剂与PP按1%的质量含量混合制备成试样，TGA曲线如下所示：
从图中可以看出，当温度高于400℃时，样品的质量迅速下降。%。
4、DSC分析
取该阻燃剂与PP按1%的质量含量混合制备成试样，并在不同的加热速率下进行DSC分析，结果如下图所示：
从图中可以看出，在25℃至300℃的温度范围内，样品没有出现任何相变，表明其无结晶性；随着热降解的进行，℃℃，DSC曲线的面积和峰值都明显下降，表明该阻燃剂具有良好的阻燃效果。
四、结论与展望
本文采用化学合成的方法，成功合成了一种新型的光聚合型聚次膦酸乙酯阻燃剂。通过氧指数、TGA、DSC等多种测试手段，对其阻燃性能进行了详细的分析。结果表明，该阻燃剂具有较高的阻燃性能，可以将其应用于聚丙烯、聚酰胺等塑料制品中，具有较高的应用前景。
未来，还可以通过进一步优化反应条件、结构改性等方式，进一步提高该阻燃剂的性能。此外，还可以开展与其他阻燃剂的混合应用等研究，综合提高材料的阻燃性能，以满足不同领域的需求。