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随着科学技术的飞速发展,高分子材料在日常生活中的应用愈加广泛,与此同时,高分子材料阻燃的课题也越来越引人关注。近年来,多种新型的阻燃剂被开发出来,其中,含磷阻燃剂以其高效的阻燃效率,较低的烟毒量、热释放速率和良好的成炭性引起了广泛的关注。环三磷腈衍生物不仅本身具有稳定的热学性能,优异的阻燃性能,且化学性质活泼易发生取代反应生成新的磷腈衍生物,被看作是卤系阻燃剂的替代者之一。本文合成三种不同的环三磷腈衍生物并对其进行测试表征,探究其对涂层涤纶织物阻燃性能的影响和阻燃的机理,并将阻燃性能最出色的磷腈衍生物应用于聚氨酯(PU)阻燃并探究其阻燃性能和阻燃机理。(1)环三磷腈衍生物的合成及表征分别合成了六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈(HHMCP)、六[(4-二苯基磷酰甲氧基)苯氧基]环三磷腈(HDPCP)、六[(4-二乙基磷酰甲氧基)苯氧基]环三磷腈(HDECP)三种不同类型的磷腈阻燃剂。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁(1HNMR、31PNMR)表征反应产物的化学结构。同时采用热失重分析(TGA)测试其热学性能,研究表明:HHMCP、HDPCP和HDECP都具有良好的成碳效果,在600℃的空气氛围中,残余率分别为:51.38%、43.14%和57.56%。。(2)环三磷腈衍生物对涂层涤纶织物阻燃性能研究将0%、1%、2.5%和5%的阻燃剂与粘合剂PU共混制备涂层液,通过工艺优化,制备阻燃涂层涤纶织物,得到不同含量的HDECP/涤纶、HDPCP/涤纶和HHMCP/涤纶。通过热重分析(TGA)测试,分析不同阻燃剂对涂层涤纶的热稳定性和成碳性能的影响,结果表明,HDECP、HDPCP的添加降低了阻燃织物的初始分解温度,HHMCP则略微提高阻燃织物初始分解温度,一定比例的阻燃剂添加可以有效的降低热降解的最大速率。整理后的涤纶在空气和氮气氛围中的残炭量明显提高,其中,HHMCP/涤纶残炭量略高于HDECP/涤纶、HDPCP/涤纶;而HDECP/涤纶和HDPCP/涤纶残炭量接近。通过极限氧指数测试发现HDPCP/涤纶,HDECP/涤纶,HHMCP/涤纶的LOI值分别为28.2%、28.0%、24.1%。而UL-94垂直燃烧测试表明,HDECP/涤纶、HDECP/涤纶达到B1标准。其中,2.5%HDECP/涤纶和5%HDPCP/涤纶在测试过程中,织物发生收缩成炭并且没有产生溶滴,具有良好的抗熔滴性。通过分析三种阻燃织物热裂解气态产物,发现三种阻燃剂均可以不同程度抑制聚酯纤维的深度裂解,其中HDECP阻燃效果最好,并具有抗熔滴性。(3)HDECP/PU复合材料的阻燃性能研究将3%、5%、8%比例的HDECP通过物理共混的方式加入PU中,制备得到不同比例的HDECP/PU复合材料。通过热重分析(TGA)测试不同比例的HDECP/PU发现其初始分解温度有明显的提高,热降解的最大速率明显降低。且800℃条件下,8%HDECP/PU在氮气氛围中的残炭量较纯PU提高了2400%,在空气中较纯PU提高了682%。通过UL-94测试,三种组分HDECP/PU都达到了V-0标准。添加量是3%、5%、8%组分的HDECP/PU极限氧指数分别提高到28.3%、35%、30.8%。通过对HDECP/PU气质裂解产物分析发现,加入阻燃剂后,PU第一阶段热分解产物增加了,而第二阶段热分解产物有效的减少,说明阻燃剂的加入有效的抑制了PU的深度热裂解。