一种新型共聚型阻燃剂的合成及性能测试(2)

一种新型共聚型阻燃剂的合成及性能测试

第3期 王忠卫等:一种新型共聚型阻燃剂的合成及性能测试甲基苯基次膦酸(HMPPA)用于聚酯的阻燃改性,通过热分析、共聚酯的阻燃性及纺丝性能测试等手段对HMPPA与CEPPA两种产品作了比较。

1.5 阻燃PET纤维的试制

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对阻燃聚酯进行了纺丝实验,纺丝条件:泵供量35g/min,纺速300m/min,拉伸温度:一辊60-65 ,二辊110 。纺丝机螺杆各区温度:一区275 ,二区285 ,三区285 ,四区285 。

1 实验部分

1.1 试剂

乙二醇(分析纯)、对苯二甲酸(化学纯)、Sb(CH3COO)3(化学纯)、甲醇(分析纯)、30%甲醛均为市场购买试剂;苯基二氯化膦(含量>98.5%)、CEPPA(含量>99.5%)、由淄博都邦化工有限公司提供。1.2 测试1.2.1 热分析

TGA/DTA用Perkin-Elmer7Series热分析仪测定,N2气氛,升温速率10 /min,温度范围25-800 。1.2.2 材料阻燃性能

将阻燃聚酯切片注塑加工成130 6.5 3(mm)的标准样条,用美国PL公司FIA-II型氧指数仪按GB2406-80标准测定LOI值。1.2.3 阻燃单体结构表征

Bruker-400核磁共振仪;BrukerBIFLEXI II质谱仪;红外光谱使用尼康SX170FTIR光谱仪在4000-400cm-1范围内测定;WRS-1A1B型熔点仪。

1.3 羟甲基苯基次膦酸(HMPPA)的合成

在圆底烧瓶中加入2.1mol甲醇,滴加1molDCPP,滴加过程保持温度在40-45 范围内,加完后于45 反应2h,加入20ml水,回流反应1h,蒸除水和副产物,加入1mol甲醛,于95 反应1h结束,所得物于水和乙醇(体积比1:1)中重结晶得纯品,总收率以DCPP计为73%,熔点138-139 。1.4 阻燃共聚酯合成

将乙二醇和对苯二甲酸(1/4摩尔比)酯化物、阻燃剂和乙二醇(1/2摩尔比)预酯化液及共聚催化剂加入到反应釜中,在N2气保护下将反应物加热至230 ,待反应物均匀熔化后,开动搅拌,升温到250 ,并维持此温度30min。然后经30min逐渐升温至270 ,同时压力降至5.3 104Pa。在此温度下经25min逐渐降压至2.7 103Pa,再经15min降压至53Pa,同时升温至280 。在此条件下继续缩聚3h后,在N2压力

2 结果与讨论

2.1 HMPPA结构表征

图1、图2分别为HMPPA的核磁共振氢谱和质谱图。红外光谱图中存在分子结构中官能团的特征吸收峰,分别为3464.70cm-1( -OH)、1155.96cm( P=O);质谱图中处171.0为M-1峰,在343.1处还出现了二聚体的2M-1峰;核磁共振图中则在7.57-7.85处存在苯环的质子化学位移,在4.01和4.00处存在羟甲基中的亚甲基质子化学位移,测得酸值为232.12mgNaOH/g与理论值(232.52mgNaOH/g)相符。

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图1 HMPPA的核磁共振氢谱图

Fig.1The1HNMRspectraofHMPPA

图2 HMPPA的质谱图

Fig.2TheMSspectraofHMPPA

2.2 阻燃单体热稳定性

图3、图4分别为CEPPA和HMPPA阻燃单体的TGA/DTA图,由两图知质量损失5%时的温度分别为CEPPA211.98 、HMPPA234.58 ,失