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聚丙烯(PP)是重要的通用塑料,具有良好的化学稳定性和电绝缘性,广泛的应用于汽车工业、电子电器、通讯设备、医疗器械、化工设备、包装制品等领域。但是聚丙烯是由碳、氢两元素组成的,它的化学结构致使它非常易燃烧,对人们的生命和财产存在着安全隐患。为了降低它的可燃性,就需要加入阻燃剂。多年来,对PP阻燃的研究一直是人们关注的话题之一。经过阻燃研究人员的艰苦努力已取得了可喜的成就,但是还存在一些问题,所以对阻燃聚丙烯的研究一直没有停滞过。本文合成了一种新型的膨胀阻燃剂用于阻燃PP,得到比较好的效果,希望能对阻燃聚丙烯的发展提供更多有用的信息。用季戊四醇和三氯氧磷反应生成螺环磷酰二氯,再用螺环磷酰二氯作为中间体,再和苯代三聚氰胺约4:1反应(苯代三聚氰胺稍微过量),用丙酮作溶剂,三乙胺作催化剂和缚酸剂,回流约7-9h。经过抽滤、洗涤、烘干,得到螺环磷酰苯代三聚氰胺酯(SPDAPT),为白色粉末,熔点为256-258℃,产率为70%左右。对其进行了红外、氢核磁、磷核磁、元素分析(C、H、O、P、N、Cl)等分析。其中红外谱图中在949cm-1处有明显的吸收峰,而此处正是P-N键的伸缩振动峰所在处,从而证明了磷氮键的生成,进而证实了产物的生成;磷核磁谱图上有两个磷峰,且面积比约为1:1这是和理论值一致的,氢核磁的结果及元素分析结果也同样符合理论值,证实了SPDAPT的其分子结构。热重结果表明它具有很好的热稳定性和高温成炭性,非常适合做阻燃剂、或成炭剂。它是目前少见的集酸源、炭源、气源为一体的膨胀型阻燃剂,而且它三源的结合形势是以共价键相连的,而非传统的离子盐的形式,其中的磷和氮元素在阻燃过程中的协同效应更高。对SPDAPT单组分阻燃PP经行了研究,结果表明样品氧指数随着阻燃剂添加量的增加而提高,当添加量为25%时材料的阻燃级别能达到V-0级。同时适宜量的阻燃剂的添加在某些方面提高了材料的力学性能,如弯曲强度、弯曲模量、拉伸模量等。样品断裂面扫描电镜分析结果结合力学测试结果说明SPDAPT与PP有较好的相容性,适当的添加能增强PP的力学性能。综合力学性能,热稳定性,阻燃性能说明用SPDAPT阻燃PP能够达到很好的效果,SPDAPT最适宜的添加量为25%。为了降低成本,同时迎合可持续发展战略的理念,减少有害成分的释放,论文在阻燃剂总添加量为25%的前提下,对SPDAPT和APP复配阻燃PP进行了研究。结果表明用SPDAPT和APP复配阻燃PP是可行的,而且加入3%分子筛是非常有用的。综合考虑到低毒、环保、和材料的性能,当阻燃剂总添加量为25%时,SPDAPT和APP添加重量比例为1:1、掺入阻燃剂总重量3%的分子筛的配方是最好的。