织物阻燃剂合成

实验二、织物阻燃整理剂的合成及应用实验

实验目的

掌握硼酸甘油酯及二乙醇基磷酰氯的合成方法，及两种中间体合成硼酸双甘基双二乙醇基磷酰氯的合成方法。

文献综述

近年来，由于城市建筑更为密集，人口密度增大，各种建筑材料、装饰材料用量急剧增大，火灾引起的人员伤亡和财产损失呈上升趋势。火灾已成为最经常、最普遍地威胁公共和社会发展的主要灾害之一。此外，根据数据统计，火灾中的伤亡事故，有80%左右是由于火灾前期材料热解时产生的有毒气体和烟雾使人窒息无法逃生所造成的。因此，在提高材料阻燃性的同时，应尽量减少热裂解或燃烧生成的有毒气体和烟量。研究清洁、高效、与材料相容性好的无卤阻燃剂成为阻燃材料发展的重中之重。

随着各类民用和产业用纺织品的消费量迅速增加，特别是各种室内装饰、舱内装饰织物和床上用品的需求量日益增加，由纺织品引起的火灾也不断增加。本世纪60年代日本、欧美等发达国家对纺织品的阻燃整理提出了要求，并制定了各类纺织品的阻燃标准，我国也制定了相应的阻燃标准、明确提出了阻燃制品的测试方法和技术指标，对纺织阻燃的质量控制提供了保证。在应用方面，从纺织品的种类和适用场所限制非阻燃织物。

四、阻燃机理

1 覆盖层理论：阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出，起到阻燃作用。

2 不燃气体理论：阻燃剂受热分解出不燃气体，将纤维素分解出来的可燃气体浓度冲淡到燃烧下限以下。

3 吸热理论：阻燃剂在高温下，发生吸热反应，降低温度阻止燃烧蔓延。

此外，织物整理后能将热量迅速传出，致使纤维素达不到着火燃烧的温度。

4 化学反应论(催化脱水论)：阻燃剂在高温下，作为路易斯酸与纤维素发生反应，使纤维催化脱水炭化，减少可燃气体的产生。

五、阻燃整理方法

1 浸轧焙烘法：阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。工艺流程为浸轧-预烘-焙烘-后处理。浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成，配制成水溶液或乳液进行整理。

2 浸渍-烘燥法：又称吸尽法。是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后，再干燥焙烘使阻燃液被纤维聚合体吸收。

3 有机溶剂法：该法是使用非水溶性的阻燃剂，其优点是阻燃整理时的能耗低。但在实际操作中，要注意溶剂的毒性和燃烧性。

4 涂布法：将阻燃剂混入树脂内，靠树脂的粘合作用使阻燃剂固着在织物上。根据机械设备的不同分为刮刀涂布法和浇铸涂布法。

我国纺织品阻燃的发展趋势

1.加强阻燃纤维的开发和研究

目前，以对织物进行后整理而获得具有阻燃性持久及赋予高性能、多功能等特点的阻燃纺织品及其加工工艺是阻燃纤维发展的方向和趋势。但目前我国生产和使用最多的是阻燃整理织物，包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和纯棉、粘胶、纯涤纶非耐久性洗涤阻燃织物，阻燃纤维织物的生产和使用量很少，年产量只有100吨左右。随着人民生活与环境条件的不断改善，人们对阻燃纺织品性能要求越来越高，应投入力量和资金加大阻燃纤维的开发。

2.加强阻燃纺织品多功能化的研究

目前多数阻燃纤维或织物仅具有阻燃功能，不能满足某些部门的特殊要求，如阻燃拒水、阻燃拒油、阻燃抗静电，发展阻燃多功能产品势在必行。如在生产方法上采用多种形式相结合，对阻燃纤维织物进行防水、拒油整理；采用阻燃纤维纱与导电纤维交织以生产抗静电的阻燃纤维；利用阻燃纤维与高性能纤维进行混纺交织生产耐高温织物；采用阻燃纤维与棉粘胶等纤维混纺以改善最终产品舒适性并降低成本等。

3.开发新型低毒低烟、无污染的阻燃剂

生产阻燃聚丙烯纤维所选用的阻燃剂，是将溴系转向磷氮体系阻燃剂及膨胀型阻燃剂，利用其与聚合物相容性好、用量少，热稳定性高等特点，生产低烟、低毒无腐蚀且无滴落的阻燃聚丙烯纤维。生产阻燃腈纶所选用的阻燃剂将从卤系转向磷氮体系阻燃剂，纤维除具有阻燃特性外，还兼具抗静电功能，这种具有"双抗"功能的腈纶发烟低、毒性小，后序加工性能及使用性能良好。阻燃聚酰胺的发展方向是寻求持久高效、防滴落、毒性低、烟尘小，以及各项物理性能指标影响小的阻燃新品种，将从目前的溴系转向磷系进而向氮系发展。阻燃聚酯的生产是向具有高附加值的纤维系列方向发展，选用的阻燃剂将由溴系转向磷系化合物并增加其它复合功能，如抗静电、低起球、抗菌易染色等。

合成一种具酸源、炭源和气源三位一体的膨胀型阻燃剂是当今阻燃研究的一个热点。此外，提高膨胀型阻燃剂的热稳定性，满足聚合物高温加工的需要，也是膨胀型阻燃剂今后的发展方向。[1]

实验原理

中间体的合成原理

中间体的水解原理

目标产物的合成原理

乙二胺

P

O O

O

P +P

O O

O

O

O P

O

O

2

S S S

S OH HO

2C H 2HO O H ●H 2N

H 2C ●NH 2C H 2C H 2C H 2NH 2

H 2C

H 2N

三聚氰胺

乙醇胺

P O

O

P +P

O

O

O

O

O

P

O

O

2S S S

S

OH HO

NH 2C H

2C H 2O 2C H 2C H 2O H

HO O H ●H 2N H 2C HO H 2C

●

苯胺

HO

O H H 2N H 2N H 2P

O

O

O

P +P

O

O

O

O

O

P

O

O

2S S S

S

O H H O ●●

实验过程

（一）合成方法