磷酸酯阻燃劑PPAP的制備及其在純棉織物上的應(yīng)用研究.pdf

1、棉織物因其優(yōu)異的物理機(jī)械性能、穿著舒適、自身抗靜電、透濕性好、價(jià)格低廉等性能而被廣泛用作民用紡織品和產(chǎn)業(yè)用紡織品原料，但是棉織物易燃，本身限氧指數(shù)(LOI)只有18，是火災(zāi)的潛在成因。因此，對(duì)棉織物做阻燃整理以降低其可燃性一直是人們的研究熱點(diǎn)。
　　 當(dāng)前的棉織物阻燃劑主要以氮、磷系為主，這兩類(lèi)阻燃劑具有較好的阻燃性能，燃燒時(shí)產(chǎn)生的有毒氣體及煙霧較少。氮和磷含于同一分子的阻燃劑因N-P協(xié)同效應(yīng)具有更高的阻燃效率，并且生成的炭層更

2、加堅(jiān)固，更耐熱降解，而成為當(dāng)前棉用阻燃劑發(fā)展的主流方向。
　　 本文以苯氧基二氯酰磷(PDCP)和無(wú)水乙二胺(EDA)聚合制備了低聚物阻燃劑聚乙二胺磷酰苯酯(PPAP)，并用FT-IR和1H NMR表征其結(jié)構(gòu)，用端基分析法測(cè)其數(shù)均聚合度和數(shù)均分子量。然后將其應(yīng)用于棉織物，并研究其對(duì)織物的阻燃效果。為研究PPAP對(duì)織物的阻燃機(jī)理，本文采用對(duì)比分析法，分析制備的與PPAP有相似分子結(jié)構(gòu)的含磷但不含氮的阻燃劑聚乙二醇磷酰苯酯(PHPP

3、)對(duì)織物的阻燃效果及對(duì)織物的熱失重曲線的差別，從而推斷PPAP對(duì)織物的阻燃機(jī)理。本文的主要工作如下：
　　 (1)以PDCP和無(wú)水乙二胺(EDA)聚合，合成出低聚物阻燃劑PPAP，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)用紅外圖譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(1H NMR)進(jìn)行表征。通過(guò)單因素試驗(yàn)，總結(jié)出合成的最佳條件為：PDCP與無(wú)水乙二胺的最佳摩爾用量比為1:1.3，反應(yīng)溫度為55-60℃，溶劑氯仿用量為PDCP體積用量的3倍，縛酸劑三乙胺(TEA)用量為

4、PDCP摩爾用量的1.12倍。用端基分析法測(cè)最佳合成條件下產(chǎn)物的數(shù)均分子量和數(shù)均聚合度，測(cè)試結(jié)果表明，合成出的產(chǎn)物PPAP的數(shù)均聚合度和數(shù)據(jù)均分子量分別為2.47和551.04。
　　 (2)以樹(shù)脂DM508為交聯(lián)劑，通過(guò)“浸-軋-烘”阻燃整理工藝，將制備的PPAP整理到純棉織物上。通過(guò)單因素試驗(yàn)，總結(jié)出阻燃整理的最佳工藝條件為：催化劑用量25 g/L，F(xiàn)R用量350 g/L，交聯(lián)劑用量為100 g/L，160℃焙烘3 min。

5、在最佳工藝條件下，整理后織物無(wú)續(xù)燃和陰燃，炭損毀長(zhǎng)度可降低至9.8 cm，LOI可達(dá)到29.9，斷裂強(qiáng)力下降22.8％。但是整理織物不耐水洗。
　　 (3)為研究PPAP對(duì)織物的阻燃機(jī)理，制備了另一種與PPAP有相似分子結(jié)構(gòu)的含磷但不含氮的阻燃劑PHPP，通過(guò)比較分析法，分析了PPAP與PHPP對(duì)織物的阻燃性能，從而深入地推斷了PPAP對(duì)織物的固相-氣相阻燃作用機(jī)理和中斷熱交換阻燃作用機(jī)理。通過(guò)比較分析具有相似分子結(jié)構(gòu)的PHPP

6、和PPAP對(duì)棉織物熱失重(TGA)曲線的影響，進(jìn)一步闡述了PPAP對(duì)織物的阻燃機(jī)理：PPAP的熱分解溫度范圍為217～291℃，其分子中P-N-C鍵在217℃時(shí)先行裂解，PPAP分解過(guò)程中改變了棉纖維的熱裂解歷程，促使了其炭化，抑制了燃燒，然而阻燃劑中的促使基材成炭主要源自于磷元素的作用，而非氮元素，氮元素不能催化體系成炭。
　　 分析表明合成的低聚物阻燃劑PPAP因氮磷協(xié)同效應(yīng)而對(duì)棉織物有較好的阻燃效果，因此，這種阻燃劑可以被