通過兩步反應(yīng)制備含9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO）的大分子阻燃劑:第一步,對(duì)聚丁二烯的雙鍵進(jìn)行部分環(huán)氧化（環(huán)氧化程度分別為20%和30%）,得到環(huán)氧化聚丁二烯（EPB）;第二步,DOPO與EPB反應(yīng)得到兩種阻燃劑EPB20%–DOPO與EPB30%–DOPO。利用核磁共振氫譜與傅里葉變換紅外光譜確定阻燃劑的化學(xué)結(jié)構(gòu),通過熱重分析得到EPB20%–DOPO與EPB30%–DOPO的初始熱分解溫度分別為309.6℃和193.1℃。將兩種阻燃劑與PLA復(fù)合制備PLA阻燃復(fù)合材料,測(cè)試了其熱穩(wěn)定性、流變行為、阻燃性能以及拉伸性能。結(jié)果表明,與純PLA相比,復(fù)合材料的初始熱分解溫度有所降低,但高溫?zé)岱�(wěn)定性得到提高,EPB–DOPO的加入減小了復(fù)合材料的黏度。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%和15%的EPB30%–DOPO后,復(fù)合材料的極限氧指數(shù)由純PLA的21.0%分別提升至28.0%和28.5%,垂直燃燒阻燃等級(jí)均達(dá)到V–0級(jí)。添加EPB20%–DOPO后,復(fù)合材料的斷裂伸長較純PLA變大,而添加EPB30%–DOPO時(shí),斷裂伸長率減小,兩種阻燃劑均使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度降低... 

【文章來源】：工程塑料應(yīng)用. 2020,48(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

制備EPB–DOPO的兩步反應(yīng)

自制大分子阻燃劑EPB–DOPO的1H–NMR譜圖如圖2所示。由圖2可以看出,相對(duì)于DOPO和純PB,EPB–DOPO在化學(xué)位移δ=3.4附近出現(xiàn)吸收峰,該信號(hào)代表羥基中的氫[13]。中間產(chǎn)物EPB中存在環(huán)氧環(huán),其對(duì)應(yīng)的氫的化學(xué)位移在δ=2.9附近[14]。DOPO與環(huán)氧環(huán)的開環(huán)加成是通過DOPO的P—H鍵斷裂,P與環(huán)氧環(huán)上的C結(jié)合形成P—C鍵,而H與環(huán)氧環(huán)上的O結(jié)合形成—OH實(shí)現(xiàn)的。并且,EPB–DOPO在δ=7～8處存在群峰,此處代表苯環(huán)結(jié)構(gòu)上的氫的信號(hào)[15]。以上結(jié)果表明,DOPO與EPB的環(huán)氧結(jié)構(gòu)發(fā)生了開環(huán)加成反應(yīng),側(cè)鏈上接枝了DOPO,同時(shí)在相鄰碳上產(chǎn)生了羥基。另外,DOPO的P—H鍵的氫在δ=8.9處[16],但EPB–DOPO在該區(qū)域沒有明顯的信號(hào)峰,表明產(chǎn)物中不含未反應(yīng)的DOPO單體。由圖1中EPB–DOPO的化學(xué)結(jié)構(gòu)可知,接枝的DOPO的物質(zhì)的量與生成的羥基的物質(zhì)的量相同。因此,基于前人研究[17],可以利用1H–NMR軟件,根據(jù)δ=3.4處氫的積分面積,計(jì)算大分子阻燃劑中生成的羥基占PB原有雙鍵數(shù)的百分含量,從而得到DOPO的接枝率G,相關(guān)計(jì)算公式如下式所示。

自制大分子阻燃劑EPB–DOPO的FTIR譜圖如圖3所示。由圖3可以看出,EPB–DOPO在1?200 cm-1和1?059 cm-1存在紅外吸收峰。根據(jù)文獻(xiàn)[18]報(bào)道,1?200 cm-1和1?059 cm-1對(duì)應(yīng)的特征吸收峰,分別屬于P=O和P—O—C。這證明DOPO的結(jié)構(gòu)存在于最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中,說明DOPO成功接枝于PB主鏈上。并且,EPB–DOPO在3?310 cm-1處存在一個(gè)寬峰,對(duì)應(yīng)的是—OH的特征吸收峰[19],再次證明了伴隨DOPO的接入,大分子阻燃劑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)羥基。另外,DOPO的P—H鍵的特征吸收峰通常出現(xiàn)在2?400 cm-1附近[20] (如圖3中的2?385 cm-1處),而EPB–DOPO和PB在2?340～2?360 cm-1附近均存在吸收峰,并且是兩個(gè)相鄰的吸收峰。它們分別對(duì)應(yīng)測(cè)試過程中混入的CO2的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)和面內(nèi)面外彎曲振動(dòng)[21]�；谝陨戏治雠袛�,產(chǎn)物EPB–DOPO中沒有未反應(yīng)的DOPO單體殘留。2.2 EPB–DOPO與PLA阻燃復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3003748