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近年来,环境友好型阻燃剂发展迅速,其中膨胀型阻燃剂(IFR)倍受青睐。然而,IFR存在用量多、成本高、易吸湿和易迁移等缺点,因此,研发价格便宜、阻燃性能好、功能多元化的大分子膨胀阻燃体系具有重要的科学意义和应用价值。本论文以废聚氨酯(PU)、三氯氧磷、副产四氯化硅和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等为原料制备了磷-氮、磷-硅系高分子阻燃剂,并探讨了合成的影响因素。用红外光谱仪(FTIR)、核磁共振(1-HNMR)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDX)、差示扫描量热仪(DSC)、差热分析天平(TG-DTA)等手段对产物进行了表征。研究了产物对环氧树脂(EP)和聚丙烯(PP)性能的影响,用极限氧指数法(LOI)和拉力测试等方法测试了材料的阻燃性能和力学性能。具体研究内容如下:(1)以HEMA为单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,在溶剂1,4二氧六环中进行溶液聚合,得到聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA),并用三氯氧磷和MEL对PHEMA进行改性,合成了磷酸化聚甲基丙烯酸羟乙酯密胺盐(PPM)阻燃剂。PPM合成的最佳摩尔比为:n(P—Cl):n(MEL)=1:2。当PPM用量为25%时,EP/PPM的力学性能最佳,体系的LOI值达到27%,阻燃等级达到UL94V-1级。(2)以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲醇、四氯化硅、三氯氧磷为原料,制备了两种预聚单体甲基丙烯酸羟乙酯基硅酸三甲酯(MATSE)、甲基丙烯酸羟乙酯基磷酸二甲酯(MADPE),并将其共聚,得到了一种新型P-Si高分子阻燃材料PMM。PMM的最佳合成条件为:以THF为溶剂,单体浓度为30v%,MATSE与MADPE的摩尔比为2:3,反应温度为70℃,反应时间为11小时。当PMM的用量为15%,APP用量为20%时,PMM/APP/PP的LOI可达到28.4%,阻燃等级可达到UL94V-0级。PMM与多聚磷酸铵(APP)具有良好的协效作用。(3)以废聚氨酯(PU)、三氯氧磷(POCl3)等为原料合成了聚氨酯磷酰二氯(PDP),再将PDP水解之后与三聚氰胺(MEL)反应,制备了改性聚氨酯阻燃材料(MPU)。研究结果表明,PDP的最佳合成条件为:PU浓度为20g/L、POCl3浓度为400g/L、反应温度为80℃、反应时间为13h。产物MPU中P、N含量分别可达3.1%和14.2%。MPU的LOI值可达28%,阻燃等级达到UL94V-0级。