降解壳聚糖含磷阻燃剂的合成及其亚麻阻燃应用

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六氯环三磷腈(HCCP)具有优异的阻燃性能,但其卤素含量高,易于水解,耐洗性能差,而磷腈环上的Cl原子较为活泼,可以通过引入不同的取代基团形成多功能衍生物。壳聚糖(CH)可再生、环保无毒、生物相容性好、结构类似于纤维素,并且可以作为炭源和发泡剂使用。基于此,本文以降解壳聚糖(JCH)为原料对HCCP进行了化学改性,旨在提高织物阻燃性能的同时减少卤素的含量并改善织物的耐洗性能。本文首先采用五氯化磷和氯化铵为原料合成HCCP,通过红外光谱、拉曼光谱、熔点测试等对其进行结构表征并对合成工艺进行优化。将其应用于亚麻织物的阻燃整理,取得了较好的阻燃效果,但整理后的亚麻织物存在耐洗性差、卤素含量高等缺点。其次,将JCH与HCCP进行复配用作亚麻织物阻燃整理剂,研究复配阻燃剂总用量、复配质量比、pH、皂洗对织物阻燃性能、力学性能及白度的影响,确定了最佳整理工艺。以降解壳聚糖作为反应底物,通过与HCCP反应引入阻燃元素磷和氮,设计出一种大分子基阻燃剂JCHP-1,通过拉曼光谱、X射线光电子能谱等手段对其结构进行表征,由于降解壳聚糖属于大分子,所产生的空间位阻较大,HCCP中的Cl原子无法被完全取代,因此将JCHP-1与乙醇进一步反应以降低卤素含量得到阻燃剂JCHP,采用红外光谱及XPS对其进行表征并检测各元素含量。以磷氮元素含量为研究目标对JCHP合成过程进行优化分析,确定最佳合成路线。最后将JCHP应用到亚麻织物的阻燃整理中,研究JCHP用量、含磷量等因素对织物损毁炭长、强度、白度等性能的影响,从而确定最佳阻燃整理工艺。并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)以及热重分析(TG)对阻燃织物进行了研究。此外,选用市场上常用的拒水拒油整理剂PM-3633与所制得的阻燃剂JCHP进行两浴整理,对织物阻燃拒水拒油多功能整理进行初步探讨。
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