磷硅阻燃剂是一种以磷、硅为主要成分的复合阻燃剂,广泛应用于电子电器、航空工业、建筑行业、交通运输和生活用品等诸多领域,具有阻燃效率高和对环境友好的优点。本文以POC13、季戊四醇和多种氯硅烷为主要原料合成了系列新型磷硅阻燃剂,并对其性能及其在聚己二酰己二胺(PA66)中的应用进行了研究。本论文主要包含以下几点内容:(1)本文首先以POC13和季戊四醇为主要原料制备了具有双环结构的1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA),在合成中间体PEPA时引入超声波技术,探讨了超声波条件对反应时间、反应温度以及反应得率的影响,结果表明,超声波的引入明显减少了 PEPA的合成时间、降低了合成温度以及提高了反应得率。(2)以PEPA为中间体合成了系列磷硅阻燃剂四(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲氧基)硅烷(TPSi)和三(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲氧基)苯基硅烷(PPSi),并且通过单因素实验探讨了反应温度、四氯化硅的滴加温度、溶剂的选择和缚酸剂的选择对反应产率的影响。以合成的PEPA与三氯氧磷反应制备中间体PDCP,然后以PDCP与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为主要原料合成了一种含有磷、氮、硅三种阻燃元素为一体的新型聚合型阻燃剂PNSFR,通过设计正交实验,确定了最优工艺条件,并对其阻燃性能进行了测试。(3)通过热重分析(TG/DTG)对制得的三种磷硅阻燃剂的热稳定性进行了测试,得出三种阻燃剂的初始分解温度及残炭量,并通过高温马弗炉煅烧实验,确定阻燃剂PNSFR受热后膨胀成炭的能力,通过比较,筛选出性能优良的磷硅阻燃剂,并初步探讨磷、硅、碳三者协同作用对其阻燃性能的影响。(4)将所制得的三种磷硅阻燃剂通过不同配比与PA66进行混炼,制成标准样条后,测定其氧指数、阻燃效率、总燃烧时间、烟雾释放总量、Izod缺口冲击强度、拉伸强度等性能,分析三种阻燃剂的添加量对PA66阻燃性能和力学性能的影响,总结规律,得出最佳阻燃剂的添加量。结果表明,三种磷硅阻燃剂的添加可以明显提高PA66的阻燃性能,阻燃剂TPSi的添加量为20 wt%和其他两种阻燃剂的添加量为25 wt%时,阻燃PA66的LOI值均大于30、UL-94均为V-0级以及其烟雾释放量与纯PA66相比均有明显的降低,同时在此添加比例下阻燃PA66的力学性能有一定的下降。因此,本课题的研究工作对今后磷硅阻燃剂的实际生产及应用具有重要的指导意义。