三嗪環(huán)化合物的合成及阻燃性能研究.pdf

1、尼龍6(PA6)由于具有良好的綜合性能，是一種重要的工程塑料。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，面臨的使用環(huán)境越來越苛刻。但是其較差的耐熱性，以及較低的氧指數(shù)，限制了它在電子電氣、交通等方面的應(yīng)用。
　　聚丙烯(PP)耐化學(xué)性優(yōu)良，密度小，加工成本低，是五大通用塑料之一。PP不斷功能化，高性能化，發(fā)揮作用越來越大。但是熔點(diǎn)低，熱變形溫度低，以及低的氧指數(shù)，是應(yīng)用中存在的安全隱患。
　　三嗪類阻燃劑作為一種用于PA6的無鹵阻燃劑，添加

2、量較大，對(duì)PA6的性能影響較大。而對(duì)PP來說常用的是膨脹型阻燃劑，以三聚氰胺(Mel)為氣源，聚磷酸銨(APP)為酸源，季戊四醇(PER)為碳源，但是PER分子量小，易遷移，影響了復(fù)配體系的效果。針對(duì)這些問題，以三嗪環(huán)化合物為基體合成了一種新型的三聚氰胺磺酸鹽阻燃劑和三嗪環(huán)成炭劑分別應(yīng)用在PA6和PP中，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　合成了一種含有N和S的三聚氰胺氨基磺酸鹽(MSAS)，通過IR、1H核磁共振分析、元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行表征，并用TG測試了其熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，成功合成了目標(biāo)產(chǎn)物，在318℃其熱失重為5％，不僅滿足PA6加工溫度，也在PA6分解溫度前分解，起到阻燃作用。
　　分別將MSAS/PER復(fù)配體系和MSAS加入PA6中，通過垂直燃燒實(shí)驗(yàn)、極限氧指數(shù)、力學(xué)拉伸性能測試和TG測試了阻燃PA6的阻燃性能、力學(xué)性能和熱降解性能。當(dāng)MSAS添加10wt％，阻燃PA6達(dá)到UL94V-0級(jí)別(3.2mm)，LOI達(dá)33.7％，拉伸強(qiáng)度保持率89.5

4、5％。TG分析阻燃PA6材料熱降解起始溫度提前，并對(duì)殘余質(zhì)量有所貢獻(xiàn)。結(jié)合DSC、裂解-氣相色譜-質(zhì)譜分析、紅外-熱失重分析、殘余物紅外分析、殘余物元素分析，可知MSAS可以降低PA6的熔點(diǎn)，受熱時(shí)產(chǎn)生熔滴帶走部分熱量，進(jìn)行阻燃。而且MSAS/PER阻燃PA6中硫元素既在氣相中出現(xiàn)，也在凝聚相有一定保留，說明MSAS/PER體系中硫元素還參與氣相和凝聚相阻燃。而MSAS阻燃PA6中硫元素只存在于凝聚相中阻燃，改變了PA6的熱降解歷程。<

5、br>　　制備了一種富含N和C的成炭劑N,N-(2，4-二氨基-1，3，5-三嗪基)乙二胺，測試反應(yīng)過程中pH變化，結(jié)合IR、元素分析說明合成了目標(biāo)物質(zhì)，但是含有雜質(zhì)。通過添加物順序、合成溫度、合成溶劑比例和溶劑種類四個(gè)方面進(jìn)行工藝探索。并主要通過產(chǎn)物紅外譜圖判斷工藝改進(jìn)是否有效。由于介質(zhì)中有水，影響比較復(fù)雜，沒有得到預(yù)期結(jié)果，但是確定了一個(gè)較優(yōu)的工業(yè)化反應(yīng)流程，并進(jìn)行中試。熱失重分析得到其在244℃時(shí)質(zhì)量損失為5％，滿足PP加工和阻燃