新型含锌离子阻燃共聚酯的合成及其性能表征

ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｚ ｎ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ（ Ｌ Ｏ Ｉ ）ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｌ Ｏ Ｉ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ａ ｍ ｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ
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化学 纯 ， 华 东 医药 股 份 有 限 公 司生 产 ； 阻燃剂 ２ － 羧
乙基 苯基 次 膦 酸 乙 二醇 酯 锌 盐 Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ — Ｚ ｎ ， 解 放 军
总后 勤部 军需装 备研 究所提 供 。
１ ． ２ 阻燃 聚 酯 的 合成
将一 定量 Ｅ Ｇ加入到 ５ Ｌ聚 合 反 应 釜 中 ， 按 比 例 称取 Ｔ Ｐ Ａ加 入 到 反 应 釜 中 ， 加人 Ｓ ｂ ０ 作 为 反 应 催 化剂， 然 后 按 比例 称 取 一 定 量 的 阻 燃 剂 加 入 到 反 应 釜 中 。反应体 系在 ２ ２ ０～ ２ ５ ０℃ 下 酯 化 ２～ ３ ｈ ， 反 应
聚酯的热性能 ， 发现阻燃聚酯的玻璃化转变温度 、 结 晶化 温 度 及 熔 点 均 提 高 。热 重 测 试 （ Ｔ Ｇ Ａ） 结 果 显 示 聚 酯 的热
稳定性能提高 ， 而且由于 ｚ ｎ离 子 的 存 在 使 得 残 炭 量 增 加 。极 限氧 指 数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ） 测试结果显示 ， 当含 ｚ ｎ离 子 阻燃 剂 的
ｌ ｆ ａ ｍｅ ・ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｐ ｌ ｏ ｙ （ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｔ ｅ ｒ ｅ ｐ ｈ ｔ ｈ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ）
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新 型 含 锌 离 子 阻燃 共 聚 酯 的合成 及 其性 能表 征
刘梅 军 ，冯 新 星 ，张 建春
（ １ ．浙 江 理 工 大 学 材 料 与纺 织学 院 ， 浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ８ ；
２ ．中 国人 民解 放 军 总 后 勤 部 军 需 装 备 研 究 所 军 用 汉 麻 材 料 研 究 中 心 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ８ ２ ）
ｔ ｈ ｅ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｆ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｃ Ｐ ，日 ｅ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ２，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｆ ｌａ ｍｅ — ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｓ ｙ ｎｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｔ ＰＡ ， ＥＧ ａ ｎ ｄ ２－ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｘ ｙ ｅ ｔ ｈｙ ｌ ｐ ｈｅ ｎ ｙ ｌ
降低 聚酯织 物在 火 灾 中的危 险 性 ， 已成 为 一 个 重要
的研究 方 向 。 在 过 去 的几 十 年 中 ， 研 究 人 员 一 直 致 力 于 聚
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一 Ｏ １—１ ８
修 回 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ５— ２ ５
基金项 目： 国家 科 技 支 撑 计 划 项 目（ ２ ０ １ １ Ｂ ＡＥ ０ ５ Ｂ） 作者简介 ： 刘梅 军 （ １ ９ ８ ７ 一 ），男 ， 硕 士 生。研 究 方 向 为 Ｐ Ｅ Ｔ 阻燃 抗 熔 滴 性 能 。冯 新 星， 通信作 者， Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｎ ｘ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎ ｇ＠
摘
要
利用新 型含锌离子阻燃剂 ２ － 羧 乙 基 苯 基 次 膦 酸 乙二 醇 酯 锌 盐 （ Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ － Ｚ ｎ ） 合 成 阻 燃 聚酯 ， 由 于 含 金 属 离
子的阻燃剂加入 ， 聚合反应过程 中， 缩聚反应时间缩短 ， 缩 聚 反应 温度 降 低 。利 用 差 示 扫 描 量 热 仪 （ Ｄ Ｓ Ｃ ） 测 试 阻燃
质量分数达到 ７ ％时 ， 阻 燃 聚酯 的 Ｌ Ｏ Ｉ 值达到 ３ ６ ． ７ ％。
关 键 词 离 子 型 阻 燃 剂 Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ — Ｚ ｎ ； 阻 燃 共 聚 ；极 限 氧 指 数 值 ； 成 炭
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ １ ７ ． ４ 文献标志码 ： Ａ
Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎｏ ｖ ｅ ｌ Ｚｎ ｉ ｏ ｎｓ － ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎｉ ｎ ｇ
ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｚ ｉ ｎ ｃ ｓ ａ ｌ ｔ （ Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ— Ｚ ｎ） ． Ｐ ｏ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ
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（ １ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＭａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｘ ｔ ｉ ｌ ｅ ， Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ・ Ｔ ｅ ｃ ｈ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｚ ｈ ｅ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ ３ １ ０ ０ １ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｔ ｈ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ — Ｈ ｅ ｍ ｐ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， Ｔ ｈ ｅ Ｑ ｕ ａ ｒ ｔ ｅ ｒ ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ
第３ ５卷
第 １ 期
纺
织 学 报
Ｖｏ １ ． ３ ５．Ｎ０． １
２ ０ ｌ ４年 １月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｘ ｔ ｉ ｌ ｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｊ ａ ｎ ． ．２ ０ １ ４
文章编号 ： ０ ２ ５ ３ — ９ ７ ２ １ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ １ ０ ０ ０ １ — ０ ６
聚 对苯 二 甲酸 乙二醇 酯 （ Ｐ Ｅ Ｔ ） 是一 种 半结 晶聚
酯 纤 维 属 于熔 融 性 可 燃 纤 维 ， 如何 进 行阻燃 化处 理 ，
合物， 具 有 高模量 、 高 强度 、 高 伸 缩性 能 与优 良 的化
学稳 定 性 ， 在 日常生 活 中被 广 泛应用 。在纺 织领 域 ， 聚酯 纤 维是 目前 世 界 上产 量 最 高 的合 成 纤 维 ， 但 聚
ｈｏ ｔ ｍａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
・
２・
纺 织 学 报
第 ３ ５卷
酯 的阻 燃 改 性 研 究 ， 最 早 发 现 含 卤素 类 阻 燃 剂 具 有很 好 的阻燃 效 果 ， 但在燃烧时 ， 含 卤素 阻 燃 材 料 易 放 出刺 激 性 和 腐 蚀 性 的 卤化 氢 气 体 ， 当一 些 含 卤素类 阻燃 体 系 在 高 温 裂 解 及 燃 烧 时 ， 产 生 有 毒 的多溴 代 化 合物 ， 这 对 生命 安 全 构 成严 重 的 威 胁 ， 因此 阻燃 材料 的无 卤化 越 来 越 受 到重 视 。经 过 近 十几年的发展 ， 含 磷 类 阻燃 剂 逐 渐 取 代 含 卤 素 类 阻燃 剂 ， 开 始 占 据 较 大 的 市 场 份 额 。 王 玉 忠 等 Ｉ ３ 合成 了 一 系 列 含 磷 阻 燃 剂 ， 并 将 其 应 用 在 聚酯 上 ， 获 得 了很 好 的阻 燃 效 果 ， 合 成 的含 芳 香 醚
ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ｅ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ
了很 好 的 阻 燃 效 果
， 但 是 这 些 研 究 均 未 用 于
大 规 模 的 工 业 化 生 产 。２ 一 羧 乙 基 苯 基 次 膦
酸（ Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ） 作 为 目前 Ｔ 业 上 常 用 的 阻 燃 剂 ， 得 到 了较 多 的研 究 ， 魏 雪 梅 等 将 Ｃ Ｅ Ｐ Ｐ Ａ 共 聚 反 应 到
半族 的磷 系热 致 液 晶 阻燃 剂 ， 应用到聚酯上 ， 取 得
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实验 材 料
对 苯 二 甲酸 （ Ｔ Ｐ Ａ） 、 乙二醇 （ Ｅ Ｇ） ， 丁业 纯 ， 荣 盛 石化股 份有 限公 司生 产 ； 催化剂 ｉ ＝ 氧化 二锑 Ｓ ｂ Ｏ ，
ｃ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｎｔ ． Ｔｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌａ ｍｅ － ｒ ｅ ｔ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｔ ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｓ ｃ ａ ｎ ｎｉ ｎｇ ｃ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ・ ・
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