聚乙二醇甲醚磷腈的合成及其对粘胶纤维的阻燃改性.pdf

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1、研究与开发C合HIN成A纤SYN维THE工TIC业F，I2B0E1R4，3IN7D(U6S)T：R2Y3聚乙二醇甲醚磷腈的合成及其对粘胶纤维的阻燃改性陈媛，李超，郑进渠，何永锋，郑庆康(I~lJll大学轻纺与食品学院，I~)ll成都610065)摘要：利用线形聚二氯磷腈(PDCP)与甲醚乙二醇钠反应，合成了聚乙二醇甲醚磷腈(PMEP)；采用正交实验分析了溶剂用量、反应时间、反应物配比以及提纯方法对PMEP产率和相对分子质量的影响，优选出最佳的合成工艺条件；利用红外光谱、核磁共振磷谱、差示扫描量热法等手段对合成产物进行

2、了表征；将PMEP与粘胶纺丝原液共混纺丝制备了PMEP共混改性粘胶纤维，初步探讨了PMEP对粘胶纤维的阻燃效果。结果表明：相转变法能减少提纯过程中产物的流失，且能减少提纯分离的周期；PMEP的最佳合成工艺为PDCP与甲醚乙二醇钠摩尔比1．0：3．0，四氢呋喃溶剂25mL，反应温度68，反应时间10h；PMEP共混改性粘胶纤维具有良好的阻燃效果，PMEP质量分数为15％时，其阻燃改性粘胶纤维极限氧指数达33％。关键词：聚磷腈粘胶纤维阻燃剂相转变共混纤维中图分类号：TQ341．1文献标识码：A文章编号：1001—0041

3、(2014)06—0023—05氮、磷两种元素在阻燃方面具有协同作用，不喃(THF)、庚烷、无水氯化钙、金属钠：成都市科龙仅能提高阻燃效果，而且对环境产生的污染小。化工试剂厂产；石油醚、乙二醇甲醚：成都长联化近年来，磷、氮系协同阻燃剂成了无卤阻燃剂开发工有限公司产。的重点，而磷腈类阻燃剂就属于这类氮磷系协同4．1O箱型电阻炉：上海光地仪器设备有限公阻燃剂。磷腈化合物是一类兼具有机与无机特征司制；Avance1I-600MHz核磁共振仪：瑞士Bruk—的化合物，其骨架由氮磷单键和氮磷双键交替形er公司制；NEXUS67

4、0红外光谱仪：美国热电公司成，构成天然的氮磷协同体系，具有良好的热稳定制；乌氏黏度计：毛细管内径0．5mm，成都市凌云性、阻燃性、低烟、低毒性⋯。关于磷腈类阻燃玻璃仪器厂制；HC-2C型氧指数测定仪：南京上剂，虽然有不少相关文献的报道，但主要集中于对元分析仪器有限公司制。环状磷腈阻燃剂的研究与开发方面J，对线形1．2PMEP的合成在氮气保护下，以THF为溶剂，将乙二醇甲聚磷腈高分子阻燃剂的研究仍然较少。作者通过六氯环三磷腈热开环聚合得到聚二醚与金属钠1．2：1．0的摩尔比加入三口瓶中反应。待反应结束后，将PDCP的T

5、HF溶液加入上氯磷腈(PDCP)线型中间体，以乙二醇甲醚为侧述三口瓶中，在68℃搅拌回流反应一定时间后，基，经亲核取代反应制备了线形聚磷腈高分子聚得到PMEP，减压蒸馏除去体系中大部分的THF，乙二醇甲醚磷腈(PMEP)阻燃剂。通过正交实加入庚烷，使得PMEP在体系中沉淀出来，滴加盐验，考察了溶剂比例、PDCP与甲醚乙二醇钠摩尔酸中和至pH值约为7，搅拌一定时间后，取下部比、反应时间、产物提纯方式对PMEP产率和特性沉淀物加水溶解。但溶液中仍有大量的盐及其他黏数的影响，优选出最佳的合成工艺，然后将杂质，还需经过提纯方

6、能得到纯度较高的PMEP。PMEP按一定比例与粘胶原液共混，通过湿法纺按表1设计正交实验的因素与水平，其中因丝制备了PMEP改性粘胶纤维，初步探讨了素A为THF用量，因素B为PDCP与乙二醇甲醚PMEP对粘胶纤维的阻燃效果，以便为聚磷腈高分子阻燃剂的开发应用提供参考。收稿日期：2014—06-18；修改稿收到日期：2014-09-22。作者简介：陈媛(199O一)，女，硕士研究生。研究方向为功1实验能高分子与高性能纺织品。E—mail：307619695@qq．tom。1．1原料和仪器基金项目：四川省科技计划项目(2

7、011FZO046)。PDCP：相对分子质量29619，自制；四氢呋通讯联系人。E-mail：zqk1958@163．com。合成纤维工业2014年第37卷钠的摩尔比，因素C为反应时间。氮气氛围，采样温度为100～500℃。表1正交实验的因素及水平极限氧指数(LOI)：参考GB／T5455-1997Tab．1Orthoganoiexperimentalfactorsandlevel的标准方法，将纤维制成70mm×3．5mm×2mm的辫状纤维束，每组实验制备5个纤维束试样。将试样夹于试样夹上，调节氧／氮比例，从顶部点燃

8、纤维束，记录LOI以及燃烧现象，45。燃烧实验：按日本工业标准JIS1091-77法，采用45。倾斜法测试纤维的接火次数。取51．3PMEP的提纯工艺次实验的平均值，平均接火次数达到3次及以上常规透析工艺：将上述溶液在透析袋中透析，可认为是阻燃纤维。每天换1次蒸馏水，透析3d，3d后将溶液减压蒸耐洗性：将纤维试样制成70mm×3．5mm×馏，得