含磷阻燃共聚聚酯的制備及性能

　　滌綸（PET）是目前上產量大的合成纖維，我國是滌綸的生產大國，2012年我國滌綸的產量占全部化學纖維的比例為81%，占產量的69%。防火滌綸研究開始于1968年，滌綸的極限氧指數(shù)（LOI）在21%左右，所以，通常需要對滌綸進行防火改性。

　　防火PET的制備方法主要分為：共混、共聚合后后整理。雖然共混改性具有方便、成本低等優(yōu)點，但防火劑的熱穩(wěn)定性低，和PET的相容性較差，防火性不能持久，從而阻礙其廣泛應用；后后整理制備的防火PET防火效果好，但是耐久性差；隨著反應型防火劑的開發(fā)，共聚改性以防火效果明顯、耐久性好等優(yōu)點逐漸成為制備防火PET的主要方法。

　　用于PET共聚防火改性的防火劑有很多，如硼衍生物、金屬氧化物、接枝共聚物、含鹵素、含磷化合物等，但主要是鹵系和磷系化合物。然而，含氯、溴的防火材料在燃燒時易放出具有刺激性和腐蝕性的鹵化氫氣體，在環(huán)保意識越來越強烈的今天，鹵素防火劑的應用將逐漸受到限制。磷系防火劑在PET中通過固相的成炭和質量保留機制以及部分氣相防火機制，不僅降低材料的熱釋放速率，具有較好的防火性，而且也降低腐蝕和有毒氣體以及煙的釋放量，可以克服鹵系防火劑的許多缺點，日益引起防火PET研究者的重視，成為PET共聚防火改性中主要的改性劑。

　　我們探討了反應性CEPPA防火劑和PET進行縮聚反應，制備出在主鏈含磷防火PET。發(fā)覺隨著防火劑用量的增加，合成的PET防火性變好，但熔點較低、可紡性變差，燃燒滴落性先變差后變好。

　　實驗材料包含2-羥乙基苯基次磷酸（CEPPA）、精對苯二甲酸和乙二醇。在縮聚反應體系內壓力對磷系防火聚酯體系的特性黏度影響的實驗中，隨著超真空度的增加，特性粘度也隨之增加，而且黏度的增加到后隨著壓力的變化特別敏感，在壓力150Pa時黏度還相對較小，到壓力為50Pa時，黏度迅速增加，表明到聚合的后期，分子量對黏度的影響特別明顯，這為操縱聚合分子量帶來好處和難點。

　　在不同CEPPA添加量的防火PET的熔點和黏度的影響實驗中，可以看出，隨著防火劑量的添加，特性粘度由于人為操縱可以基本操縱在肯定范圍以內，但對聚合物的熔點影響特別大，主要由于防火劑的加入，在主鏈上形成新的C-P鍵，而且在側鏈上引入苯基基團，影響原來PET主鏈的分子結構的規(guī)整性，并且主鏈上引入的C-P鍵比C-C鍵鍵能小很多，從而造成整個聚合的熔點降低。不同CEPPA添加量對防火PET的玻璃化溫度和熔融結晶溫度的變化。

　　隨著防火劑的加入，合成的防火PET無論在玻璃花轉變溫度還是熔融結晶溫度都減小，當PET受熱時，添加防火劑的PET比未添加防火劑的PET更快發(fā)生熱熔融和玻璃花轉變，從而提前使PET熔融性現(xiàn)象產生。添加CEPPA后使PET的滴落性加劇，由此來分析CEPPA防火機制，一是磷防火劑本身防火機制，其它是CEPPA在燃燒過程中由于C-P鍵鍵能低，簡單引起主鏈斷裂而通過滴落帶走一部分熱量起到防火的目的。

　　終我們得出：通過原位聚合的方法，成功合成了主鏈含磷的防火PET，并且隨著防火劑量的增加，PET的防火性增加，成炭能力變好，但熔點、玻璃化轉變溫度、熔融結晶溫度隨之降低，抗滴落性變差。

　　□馮新星 張建春 張華 來侃 郝新敏　總后勤部軍需裝備研究所漢麻中心
　　

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