六对醛基苯氧基环三磷腈的合成及其热性能研究
改性六氯环三聚磷腈的制备及阻燃性能

第1期 崔巍,等:改性六氯环三聚磷腈的制备及阻燃性能 +17 +改性六氯环三聚磷腈的制备及阻燃性能崔巍佟飞解海2,张进2#,谭路2(1.抚顺职业技术学院,辽宁抚顺113122;2.山西大同大学化学与化工学院,山西大同037009)摘要:将环三磷腈和B -酰胺为起始原料,通过亲核取代新型 。
红谱、氢核磁谱和碳 谱("酬MR 和13C 1W R ) 的 构进行表征, 表征 以作为 的特征 使用。
扫描 分析(DSC )技术分析了 的 定性, 表 的 始分解 286.5 \ 。
将 的 加于环 ,评价了 性能。
氧指 显 加 的环 指 为24±0山,较添加同样量的的氧指数更高,这表 •的改性 环 的 更优, 良的 特性。
关键词: 环三磷腈;%中图分类号:TQ 314.24文献标识码! A文章编号:1008-021X ( 2021 # 01-0017-03Preparation and Fl^me Ret^rdancy of Modified HexachlorocyclotrijjhosphazeneCui Wei^,Tong F e3,Xie Hai2,Zhang Jin2#,Tan Lu2(1.College of Fushun Vocational and Technical,Fushun 113122,China;2.College of Chemical and Chemical Engineering,Shanxi Datong University,Datong 037009,China)Abstract &The modified polyphosphazene fame retardant was synthesized fromHexachlorocyclotriphosphazene and Rhodamine B-amide by nucleophilic substitution reaction. The structure of tl i e synthesized flame retardant was characterized by IR ,1HNMR and 13 CNMR ,w hich can be used as t he characteristic data of the flame retardant. The thermal stability of the fame retardant was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC ). The results showed that the initial decomposition retardant was about 286.5 The flame retardancy of flame retardant in epoxy resin was evaluated. The oxygen index data showed that the oxygen i ndex of epoxy resin added with flame retardant was 24 ±0.1,which was higher than that of commercial flame retardant ,which indicated that the modified hexachlorocyclotriphosphazene had better fame retardancy than commercial fame retardant in epoxy resin.Key words &hexachlorocyclotriphosphazene ;Rhodamine amide ;flame retardant环三磷腈作为一种新型的有机磷系阻燃剂骨架材料,是磷代表性化 [1_3*。
三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的合成及其对环氧树脂的阻燃作用研究中期报告

三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的合成及其对环氧树脂的阻燃作用研究中期报告中期报告一、研究背景和意义环氧树脂是一种具有广泛应用前景的高分子材料,然而其低阻燃性质限制了其在高温环境下的使用。
因此,提高环氧树脂的阻燃性能是目前研究的重点之一。
其中,三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈作为一种重要的阻燃剂已经引起了广泛关注。
二、研究内容本研究旨在合成三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈,并探究其对环氧树脂的阻燃作用机理。
本次中期报告主要介绍了以下内容:1. 合成三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈首先合成了聚环三磷腈(PPT)作为前驱体,再通过改性反应得到了三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈(MPP)。
采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对样品进行了表征。
2. 测试三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的热稳定性能利用热重分析仪(TGA)测试了MPP的热稳定性能。
结果表明,MPP的耐高温性能较好,能够在300℃以上的温度下稳定分解,同时其初始热分解温度(T5)为350℃左右,符合环氧树脂的使用要求。
3. 研究三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂的阻燃作用将不同质量含量的MPP与环氧树脂进行混合,并利用极限氧指数(LOI)和热重分析(TGA)等测试手段对样品的阻燃性能进行了评估。
结果表明,MPP能够显著提高环氧树脂的阻燃性能,且随着MPP质量含量的增加,样品的LOI值逐渐提高,热稳定性能也逐渐提高。
三、下一步工作计划1. 优化三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的合成工艺,提高产率和纯度;2. 探究三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈的阻燃机理,深入理解其在环氧树脂中的作用;3. 进一步评估三聚氰胺改性聚氨基环三磷腈与环氧树脂的相容性及其对物理性能的影响。
一种改进方法合成六(4-硝基酚氧)环三磷腈

一种改进方法合成六(4-硝基酚氧)环三磷腈
吴祥雯;房昌水;王民;王卓;潘奇伟;顾庆天
【期刊名称】《化学学报》
【年(卷),期】2002(060)005
【摘要】报道合成六(4-硝基酚氧)环三磷腈的一种改进方法,该法大大缩短了反应时间(约1.5 h),简化了操作.产物经红外、核磁氢谱和磷谱的分析、元素分析以及差示扫描量热分析.
【总页数】2页(P955-956)
【作者】吴祥雯;房昌水;王民;王卓;潘奇伟;顾庆天
【作者单位】山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,25100
【正文语种】中文
【中图分类】O6
【相关文献】
1.超声波法合成六(4-硝基)酚氧基环三磷腈 [J], 何勇武;徐建中;唐然肖;王春征;马志广
2.对苯二酚-二(4-氧代-4-磷杂-3,5,8-三氧杂双环[2.2.2]辛基)甲酸酯的合成及表征[J], 高维英;卢林刚;于宝刚;唐凯
3.六-(氨基苯氧)环三磷腈的合成 [J], 李时珍;徐伟箭;黄远驹
4.六-(氨基苯氧)环三磷腈的合成 [J], 李时珍;徐伟箭;黄远驹
5.六(4-硝基苯氧基)环三磷腈的合成及其热稳定性研究 [J], 宝冬梅;王建航;龙高喊;敖富佳;方丽;文竹;王环江
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环三磷腈衍生物的合成及分子离子_识别功能的研究毕业设计

大连民族学院本科毕业设计(论文)环三磷腈衍生物的合成及分子离子识别功能的研究学院(系):生命科学学院专业:应用化学学生姓名:学号: 2009034114指导教师:评阅教师:完成日期: 2013年6月大连民族学院毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
六氯环三磷腈的催化合成研究

关键词 :六氯环三磷腈 ;合 成 ;吡啶
中 图分类 号 :T Q 0 1 6 . 1
文献标 识 码 :A
文章 编号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 0 5 — 0 3
Re s e a r c h o n t h e Ca t a l y t i c S y nt he s i s o f He x a c h l o r o c y c l o t r i p ho s p h a z e ne
WANG Xi n,SONG We n—h u a,G AO 尸 n g —q i a n g
王 鑫 ,宋文华 ,高平强
3 0 0 3 8 7 )
( 天 津 工业 大学环 境 与化 学 工程 学院 ,天 津
摘 要 :采用缚酸剂/ 复式催化剂体系合成了六氯环三磷腈 ( H C C P ) 。研究了催化剂的种类、反应时间、 投料比和原料粒径
等因素对六氯环三磷腈 合成反应产率 的影响 ,并 采用 红外 、X R D、核磁 共振 、熔 点测试 等分析 手段对 其进行 了表征 。结 果表 明 ,
h e x a c h l o r o c y c l o t r i p h o s p h a z e n e w e r e i n v e s t i g a t e d .T h e p r o d u c t w a s c h a r a c t e i r z e d b y i n f r a r e d s p e c t r o m e t e r( I R) ,X R D, n u c l e a r m a g n e t i c r e s o n a n c e( N MR)a n d m e l t i n g p o i n t t e s t .T h e r e s u l t s h o w e d t h a t t h e o p t i ma l s y n t h e t i c p r o c e s s c o n d i —
高支化环三磷腈型苯并噁嗪的合成表征及性能

高支化环三磷腈型苯并噁嗪的合成表征及性能柏帆;黄杰;支肖琼;马寒冰;唐安斌【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2016(32)5【摘要】以自制的六(4-羟基苯氧基)环三磷腈(I)、苯胺、甲醛为原料,甲苯为溶剂合成了高支化环三磷腈型苯并噁嗪(II),收率68.9%。
采用傅里叶变换红外光谱、核磁氢谱、差示扫描量热法、热重分析、极限氧指数(LOI)和水平-垂直燃烧试验对(II)及其固化物(III)的结构和性能进行了表征,并对比了其与传统苯并噁嗪的热性能与阻燃性能。
结果表明,(II)的开环聚合起始温度为186.0℃,峰值温度为235.4℃,具有比传统苯并噁嗪更低的开环聚合起始温度;(III)的5%和10%热失重温度分别为344.1℃和392.7℃,800℃残炭率为64.97%,LOI值可达43.5%,UL-94等级为V-0,具有比传统苯并噁嗪更为优异的热稳定性和阻燃性,可应用于阻燃要求较高的场合。
【总页数】5页(P33-37)【关键词】环三磷腈;苯并噁嗪;热性能;阻燃【作者】柏帆;黄杰;支肖琼;马寒冰;唐安斌【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院;四川东材科技集团股份有限公司国家绝缘材料工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】TQ323.1【相关文献】1.三苯氧基三对硝基苯氧基环三磷腈的合成与表征 [J], 丁炎可;徐龙鹤2.环三磷腈基苯并噁嗪的合成及热性能研究 [J], 李倩;朱靖;徐龙宇;何娟;屈凌波;魏宏亮;楚晖娟3.含双螺环取代三聚磷腈结构苯并(口恶)嗪树脂的合成与性能 [J], 房晓敏;胡永佳;余丽丽;张璞;徐元清;丁涛;任艳蓉4.磷腈型苯并噁嗪的合成及其性能研究 [J], 马庆柯;黄杰;柏帆;唐安斌5.高支化度环三磷腈型环氧单体的合成表征及其应用 [J], 黄杰;王倩;支肖琼;唐安斌;马庆柯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
磷腈聚合物在高分子材料中的研究进展

磷腈聚合物在高分子材料中的研究进展1.背景与概述随着社会和科学的不断发展与进步,人们对材料的使用要求也越来越高,单一的材料类型已不能满足人们的需求。
传统的材料按照化学组成分类,除了金属材料以外,主要包括有机高分子材料和无机硅酸盐材料[]1。
有机高分子材料多源自石油化工产品,也包括一些生物有机物。
它们一般具有质量轻、耐腐蚀、绝缘性好和易于成型加工等优点,已被广泛应用于生产生活的各个方面,并在很大程度上替代了金属材料。
然而大多数有机高分子材料却因为强度、耐磨性及使用寿命较差而不能满足当今生产生活中对材料的耐高温性和抗氧化性的要求[]1。
无机硅酸盐材料通常拥有优异的耐高温性和抗氧化性,以及较好的电和热绝缘性,但是无机硅酸盐材料和有机高分子材料相比,其可加工性能则差很多。
因此,开发兼具有机材料和无机材料优点的新型有机-无机杂化材料具有重要意义。
无机聚合物是由非碳原子组成的大分子物质,原子间主要以共价键键合,形成与有机聚合物中的碳链相类似的杂原子主链。
与有机聚合物相比,无机聚合物的独特性能,使其受到了极大的关注。
聚磷腈是以单键双键交替连接的磷、氮原子为主链,以有机取代基团为侧链的一类新型有机-无机杂化高分子。
按照形态可以将其分为四大类即线性聚磷腈、环线型、环交联型、梳型聚磷腈和支化聚磷腈,由于其具有良好的热稳定性、生物相容性、耐福射、耐低温、抗氧化性、生物降解性,聚磷腈功能材料已成为了研究热点。
2.聚磷腈化合物的合成(1)通常,线型聚磷腈通过二步法制备:首先合成聚二氯磷腈,然后由聚二氯磷腈通过亲核取代反应制备目标聚合物。
迄今为止,聚二氯磷腈的合成方法除了最基本的由HCCP 本体开环聚合[]4,3,2以外,主要还包括溶液催化开环聚合[]6,5、Cl3P=N-Si(CH3)3 的可控室温活性聚合[]9,8,7、N-二氯磷酰-P-三氯单磷腈的缩聚[]10和以氯化铵和五氯化磷为单体的一步法[]12,11四种途径。
环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究

第24卷㊀第3期2016年6月㊀材㊀料㊀科㊀学㊀与㊀工㊀艺MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGY㊀Vol 24No 3Jun.2016㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160312环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究王会娅,卢林刚,陈英辉,郭㊀楠,杨守生(中国人民武装警察部队学院,河北廊坊,065000摘㊀要:本文以DOPO衍生物六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)㊁聚磷酸铵(APP)以及三聚氰胺(MEL)形成复配膨胀体系(IFR)阻燃环氧树脂.采用极限氧指数(LOI)㊁水平㊁垂直燃烧(UL-94)方法研究了IFR体系对环氧树脂体系阻燃性能影响,通过锥形量热(CONE)研究了体系燃烧特性,通过扫描电子显微镜(SEM)对体系成炭情况进行观察.结果表明,IFR膨胀阻燃体系对环氧树脂具有良好的协同阻燃作用,其中8%DOPOMPC/8%APP/4%MEL(EP3)体系LOI值较纯EP(EP0)提高37.8%;各项燃烧参数也得到了改善,热释放速率峰值(pk-HRR)㊁有效燃烧热平均值(av-EHC)㊁比消光面积平均值(av-SEA)及一氧化碳释放速率平均值(av-CO)相对于10%DOPOMPC/10%APP/EP(EP1)分别降低了53.8%㊁84.4%㊁57.7%和75.8%;拉伸强度㊁弯曲强度和冲击强度较EP1分别提高了1.3倍㊁79.4%和2.5倍;宏观拍摄和扫描电镜结果表明EP3膨胀炭层连续㊁均匀㊁致密,阻燃效果良好.关键词:三聚氰胺;膨胀阻燃;环氧树脂;协同阻燃中图分类号:TQ323.8文献标志码:A文章编号:1005-0299(2016)03-0068-06Studyofsynergisticintumescentflame⁃retardantepoxyresinbasedonMELandDOPOderivativesWANGHuiya,LULingang,CHENYinghui,GUONan,YANGShousheng(ChinesePeopleᶄsArmedPoliceForceAcademy,Langfang065000,China)Abstract:Synergisticmelamine(MEL),hexalis⁃(4⁃DOPO⁃methanolphen⁃oxy)⁃cyclotriphosphazene(DOPOMPC)andpolyphosphate(APP)wereaddedtoEpoxyresin(EP)toformanintumescentflameretardantsystem(IFR).TheflameretardancyofepoxyresinthatwasaddedwithdifferentMELadditiveamountwasmeasuredbyUL⁃94vertical/horizontalburningtestandlimitedoxygenindex(LOI)test.ThermalstabilityandmechanicalpropertiesofepoxyresinwerealsoinvestigatedbyTGAandCONE.TheflameretardantmechanismofepoxyresinwasinvestigatedbySEM.ResultsshowedthatproperadditionofMELplayedaroleofsynergis.Thelimitedoxygenindexvaluecoulddecline37.8%forthesampleEP3(8%DOPOMPC/8%APP/4%MEL).Theconeexperimentalresultsshowedthatthepeakvalueheatreleaserate,averagevalueeffectiveheatofcombustion,theaveragevaluespecificextinctionareaandtheaveragevaluecarbonmonoxideoftheEP3wererespectivelyreduced53.8%㊁84.4%㊁57.7%and75.8%comparedtothoseofEP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP).Andthetensilestrength,flexuralstrengthandimpactstrengthwereincreasedby1.3times,79.4%and2.5timescomparedtoEP1;TheobservationofthemacroandmicromorphologyshowedthatthecarbonlayerofEP3wasconsecutive,evenanddense.Keywords:melamine(MEL);intumescentflameretardan;epoxyresin;synergisticeffect收稿日期:2016-02-22.基金项目:国家自然科学基金项目(214722241);河北省自然科学基金资助项目(E2016507027).作者简介:王会娅(1974 ),女,副教授.通信作者:卢林刚,E⁃mail:llg@iccas.ac.cn.㊀㊀磷杂菲(DOPO)和磷腈模块均是有机磷系阻燃剂中后起之秀,它们的结构组成决定了其作为阻燃剂组成单元时阻燃高效性[1-8].新近合成的P-N膨胀型阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)是集磷杂菲(DOPO)和磷腈模块于一体的星状分子,其与聚磷酸铵(APP)复配作用于易燃高分子材料环氧树脂时表现出良好的阻燃效果,但材料力学性能大幅度下降是该新型阻燃剂推向市场㊁应用于环氧树脂材料阻燃的重大阻力[9-12].本课题将三聚氰胺(MEL)[13-15]作为膨胀体系中的气源引入DOPOMPC/APP/EP复配成新的膨胀阻燃体系(IFR),以期提高环氧树脂阻燃性能,以及改善其力学性能.O O HPC HOO HOP CO H O P OC H O HH OC HOPOO HH COPOOPC H O O HOPNNPP NOOOOO图1㊀六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DO⁃POMPC)结构式1㊀实㊀验1.1㊀主要原料依据参考文献[7]合成六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC);聚磷酸铵II型(APP),平均聚合度>1500,工业级,青岛海化阻燃材料有限公司;间苯二胺(m-PDA),分析纯,天津大茂化学试剂厂;E-44环氧树脂,工业级,蓝星新材料无锡树脂厂;三聚氰胺(MEL),分析纯,天津赢达稀贵化学试剂厂;其他试剂均为分析纯.1.2㊀主要设备及仪器氧指数仪HC-2CZ,南京上元分析仪器厂;水平垂直燃烧仪UL94SCZ-3,南京上元分析仪器厂;锥形量热仪S001,英国FTT公司;万能电子试验机XWW-10A,河北承德金建检测仪器有限公司;简支梁冲击试验机XJJ-5,河北承德金建检测仪器有限公司;扫描电子显微镜KYKY2800,中科科仪厂.1.3㊀性能测试按照GB/T2406 93进行氧指数测定,每组试样数10,尺寸120.0mmˑ6.5mmˑ3.0mm;按ANSI/UL94 2010进行水平垂直燃烧测定,每组样条数5,尺寸130.0mmˑ12.5mmˑ3.0mm;按ASTME 1354标准进行锥形量热实验,热辐射功率35kW㊃m-2,每组试样数2,尺寸100mmˑ100mmˑ4mm;按照GB1040 92㊁GB/T9341 2000进行拉伸强度㊁弯曲强测定,加载强度均为2mm㊃min-1;按照GB/T1043 2008进行耐冲击强度测定,冲击速度2.9m㊃s-1;将燃烧后炭层粘到样品盘上,断口表面经喷金处理,通过SEM上进行形貌分析.1.4㊀阻燃环氧树脂制备参考表1配方,设定鼓风干燥箱温度为80ħ,对模具进行预热,降低环氧树脂粘度;按照配方称取固化剂间苯二胺,置于鼓风干燥箱使其熔化为液态.于80ħ下依次将已干燥的DO⁃POMPC,APP和MEL加至EP,搅拌使混合均匀;将固化剂间苯二胺与混合阻燃剂的EP倒入已预热模具中,固化4h后自然冷却.将混合物倒入双辊塑炼机进行混炼㊁塑化㊁拉片,将片材放入模具中,经平板硫化机加热㊁加压㊁冷却,最后裁剪得到所需标准试样.表1㊀纯EP及DOPOMPC/APP/MEL/EP复合材料的配方样品EPm-PDADOPOMPCAPPMELEP090.99.1000EP172.77.310100EP272.77.3992EP372.77.3884EP472.77.37.57.55EP572.77.36.76.76.7EP672.77.35510EP772.77.33.33.313.4EP872.77.32.52.5152㊀结果与讨论2.1㊀极限氧指数(LOI)㊁UL-94燃烧分析表2为纯EP(EP0)及复合材料LOI㊁UL-94燃烧性能测试数据.经DOPOMPC/APP阻燃的环氧树脂(EP1)体系LOI值从纯EP0时的25.4%增至36.3%,较EP0提高41.8%,实现材料难燃;保持阻燃剂总添加量20%(质量分数)不变,添加不同质量分数的MEL制得EP2 EP8阻燃体系,在UL94燃烧试验中,DOPOMPC/APP/MEL/EP体系两次施焰时间均很短,小于4s,且移开火焰后迅速自熄,基本不存在有焰燃烧,均达到V-0级;但体系LOI值随MEL量增加逐渐降低,这是因为MEL加入使阻燃剂受热分解产生气源量增加,导致燃烧初期所形成的炭层破裂;其中EP3(8%DOPOMPC/8%APP/4%MEL/EP)体系LOI值为35%,虽较EP1略有下降,但相比EP0仍提高37.8%;EP3燃烧后形成炭层硬度较大,整个样条均燃烧完毕无断裂,表明适量的MEL添加至DO⁃POMPC/APP体系,能够提高炭层质量.㊃96㊃第3期王会娅,等:环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究表2㊀DOPOMPC/APP/MEL/EP复合材料的氧指数和UL94测试结果样品LOI/%UL94HBUL94VEP025.4HB-3-16.1V-2EP136.3HBV-0EP234.6HBV-0EP335.0HBV-0EP430.0HBV-0EP529.6HBV-0EP628.2HBV-0EP728.2HBV-0EP828.0HBV-0Notes:LOI⁃Limitedoxygenindex;UL94HB⁃Horizontalflametest;UL94⁃flametest.2.2㊀燃烧特性分析2.2.1㊀易燃性和释热特性分析表3㊁图2分别为复合材料锥形量热试验相关数据及热释放速率与时间关系曲线.由表3数据可知,纯EP0的HRR曲线陡峭,170s时被引燃,很快达到峰值1243.27kW㊃m-2,平均热释放速率av-HRR达286.73kW㊃m-2,热释放总量THR达104.31MJ㊃m-2;经DOPOMPC/APP阻燃的EP1引燃时间增加至200s,HRR曲线明显平缓,pk-HRR值㊁av-HRR和THR值较EP0分别降至314.37kW㊃m-2㊁74.75kW㊃m-2㊁28.19MJ㊃m-2,降幅74.7%㊁73.9%㊁73.0%,表明DOPOMPC/APP的加入延缓了环氧树脂热降解,具有良好的阻燃作用;经DOPOMPC/APP/MEL膨胀阻燃剂的引入使EP2 EP8体系HRR进一步降低,HRR曲线较EP1更加平缓,燃烧时间延长,体系引燃时间较EP1均有不同程度提前,这是由于MEL受热先于阻燃剂以及APP发生分解;随MEL添加量增加pk-HRR㊁av-HRR及THR呈现先降后增的趋势,其中EP3降幅最大,其pk-HRR㊁av-HRR及THR较EP1分别降至145.22kW㊃m-2㊁68.25kW㊃m-2㊁27.05MJ㊃m-2,降幅53.8%㊁8.7%㊁4.1%;此外,由图2可见,经添加DOPOMPC/APP/MEL复合阻燃材料体系的HRR曲线呈M峰形,为高效膨胀阻燃的典型特征,有效抑制环氧树脂的热分解性能,抑制了火灾蔓延.表3㊀DOPOMPC/APP/MEL/EP复合材料的锥形量热试验数据样品TTI/spk-HRR/(kW㊃m-2)av-HRR/(KW㊃m-2)av-EHC/(MJ㊃kg-1)av-SEA/(m2㊃kg-1)av-CO/(kg㊃kg-1)THR/(MJ㊃m-2)EP01701243.27286.7328.991115.060.18104.31EP1200314.3774.7588.993583.380.2928.19EP2100189.1177.2213.561319.500.0817.33EP3160145.2268.2513.901515.080.0727.05EP4180147.9887.4215.691472.700.0742.90EP5130179.1779.3815.75125.140.0731.24EP6195142.6892.1817.282961.190.0566.94EP7145210.36119.0016.151711.860.0555.00EP8105289.22158.9317.19569.150.0463.61Notes:TTI⁃Timetoignition;pk⁃HRR⁃Peakheatreleaserate;av⁃HRR⁃Averageheatreleaserate;av⁃EHC⁃Averageeffectiveheatofcombustion;av⁃SEA⁃Averagespecificextinctionarea;av⁃CO⁃COaveragereleaserate;THR⁃Totalheatrelease.120010008006004002000100200300400t /sH R R /(k W m -2)E P 0E P 1E P 2E P 3E P 6图2㊀纯EP及部分阻燃复合材料的热释放速率曲线由表3数据可见,EP1的平均有效燃烧热(av-EHC)相较EP0从28.99MJ㊃kg-1升高至88.99MJ㊃kg-1,气相燃烧程度大幅增加;而经DOPOMPC/APP/MEL膨胀阻燃作用的EP2 EP8试样av-EHC较EP1明显降低,且相较EP0降幅显著,最低降至13.56MJ㊃kg-1;其中MEL添加量为4%(EP3)时,较EP1㊁EP0分别下降84.4%㊁52.1%.表明MEL可以通过促进体系成炭实现固相阻燃,抑制热分解速率,而且其分解产生的不燃气体不仅可以稀释可燃气体和氧气浓度,实现气相阻燃,从而降低材料的火灾危险性.2.2.2㊀生烟特性及烟毒性分析图3中(a)㊁(b)分别为复合材料比消光面积曲线和CO释放速率曲线.比消光面积(SEA)㊁CO释放量越大,材料烟毒危险性越大.由表3数据和图3曲线可见,EP1体系av-SEA㊁av-CO相较EP0分别增幅2.21倍㊁61.1%,DOPOMPC/APP使体系烟毒性显著增加;加入MEL后,EP2 EP8体系SEA㊁CO比EP1大幅度降低,特别是CO释放量在加入MEL后得到明显抑制,使体系在燃烧中㊃07㊃材㊀料㊀科㊀学㊀与㊀工㊀艺㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第24卷㊀期才有大量烟气产生;其中EP3的av-SEA㊁av-CO比EP1分别降低57.7%,75.9%,效果最好,实现了抑烟和减少CO释放的效果.450040003500300025002000150010005000050100150200250300350S E A /(m 2k g -1)t /s E P 0E P 1E P 31.51.00.550100150200250300350C O Y /(k g k g -1)t /sE P 0E P 1E P 3(a )(b )图3㊀(a)㊁(b)分别为EP0㊁EP1和EP3样品的比消光面积以及CO释放率曲线2.2.3㊀燃烧特性指数分析表4为复合材料四项燃烧性能指数.表4㊀阻燃体系的燃烧性能指数样品FGI/(kW㊃m-2㊃s-1)THRI6min/(MJ㊃m-2)TSPI6min/(m2㊃g㊃kg-1㊃s-1)ToxPI6min/(g㊃s-1)EP07.312.013.551.19EP11.571.433.741.06EP21.891.313.250.47EP30.911.393.380.47EP40.791.503.420.57EP51.381.462.320.52EP60.731.523.700.41EP71.451.633.610.47EP82.751.763.220.56Notes:FGI⁃Firegrowthindex;THR6min⁃Totalheatreleaseindex;TSPI6min⁃Totalsmokeproduceindex;ToxPI6min⁃Toxicgasproduceindex.由表4可见,DOPOMPC/APP阻燃的试样EP1较EP0除TSPI6min略有升高外,其余三项指数分别下降78.5%㊁28.9%㊁10.9%,表明DOPOMPC/APP虽降低了材料对热反应能力,但抑烟效果并不理想;而DO⁃POMPC/APP/MEL阻燃的的EP2 EP8体系四项指数均有不同程度降低,随MEL比例增加整体呈现先增后减的趋势,FGI最低降至0.73kW㊃m-2㊃s-1,TSPI6min最低降至2.32m2㊃g㊃kg-1㊃s-1;其中EP3综合效果最佳,四项燃烧性能指数较EP0分别降幅87.6%㊁30.8%㊁4.8%㊁60.5%,较EP1分别降幅42.0%㊁2.8%㊁9.6%㊁55.7%,可见相较DOPOMPC/APP/EP阻燃体系,MEL的加入使材料火势蔓延㊁火灾中放热量㊁烟气和有毒气体生成得到进一步遏制.因此适量MEL可与DOPOMPC/APP呈现出良好协同效果,形成优质膨胀炭层,隔热㊁隔氧,降低环氧树脂火灾危险性.2.3㊀力学性能分析表6为复合材料力学性能试验结果.由于DO⁃POMPC/APP阻燃体系与基体间极性相差较大,难以相容,EP1各项力学参数严重下降,拉伸强度㊁断裂伸长率㊁弯曲强度及弯曲模量㊁冲击强度较EP0分别降幅68.4%㊁85.1%㊁68.0%㊁16.7%㊁75.4%;MEL的加入使DOPOMPC/APP/MEL阻燃的EP2 EP8试样各项力学性能均有大幅度提高,且随MEL比例增加呈现先增大后减小的趋势;其中EP3的力学性能增幅最大,与EP1相比,拉伸强度㊁断裂伸长率㊁弯曲强度㊁弯曲模量和冲击强度分别提高了1.3倍㊁3.6倍㊁79.4%㊁56.6%和2.5倍,表明MEL的引入不仅改善了阻燃环氧树脂的弹性,而且提高了体系韧性.这可能是由于三聚氰胺与共混物的分子链产生了物理缠结,当外力作用时,基体通过产生银纹而吸收部分能量,起到了增韧效果.表6㊀纯EP及DOPOMPC/APP/MEL/EP阻燃体系力学性能测试数据样品拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa弯曲模量/MPa冲击强度/(kJ㊃m-2)EP0140.105.45286.2846.0926.40EP144.330.8191.5538.406.49EP288.673.00156.9844.0513.07EP3102.193.75164.2360.1522.63EP457.271.67146.2545.2020.73EP543.281.37125.1040.1617.79EP650.051.43127.8652.8120.76EP754.812.15127.2858.6014.69EP857.742.04120.4654.8211.542.4㊀炭层宏观及微观形貌分析2.4.1㊀膨胀炭层宏观形貌分析图4为EP0㊁EP1㊁EP3炭层宏观形貌.膨胀阻燃材料在燃烧过程中能否生成优质㊁高效炭层,是影响其阻燃效果的关键.由图4可见,EP0炭层略有膨胀,但多处破损,无法形成有效覆盖;相比之下,DOPOMPC/APP阻燃下EP1燃烧后形成的炭层致密坚硬,体积膨胀较大,可有效隔热隔氧[6];㊃17㊃第3期王会娅,等:环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究加入DOPOMPC/APP/MEL体系的EP3炭层呈圆锥状,均匀覆盖于材料表面,体积㊁致密度较EP1进一步提高,MEL作为气源分解释放大量气体促进炭层迅速膨胀,蓬松多孔的结构使基体与炭层表面存在一定温度梯度,基体表面温度较火焰温度低得多,减缓了环氧树脂进一步降解并释放可燃性气体的可能性,同时隔绝了外界氧的进入,从而在相当长的时间发挥了良好的阻燃效应.(a)E P0(b)E P1(c)E P3图4㊀EP0、EP1和EP3的炭层宏观形貌2.4.2㊀膨胀炭层微观形貌分析图5 图7为EP0㊁EP1和EP3炭层微观形貌.由图可见,EP0炭层表面凹凸多孔,放大500倍的图片中炭层薄弱难以有效隔热隔氧;EP1炭层较EP0致密厚实,呈片层状且相互粘连,这是因为APP作为酸源分解㊁脱水形成偏磷酸或聚偏磷酸,其中一部分附着于材料表面使粘度增加,进而形成致密有效的炭层[6];EP3炭层致密㊁连续,有许多凹陷区域,这是因为MEL㊁DOPOMPC与APP组成的三元膨胀体系在受热时分解生成大量NH3㊁水蒸气及其他气体没有突破炭层阻隔,留在基体内部使得炭层内表面出现凹陷区域;与EP1炭层相比,EP3炭层表面结构更为均匀,呈现为一个整体,表明MEL与DOPOMPC/APP之间协同作用明显,能够充分发挥炭层隔热㊁隔氧㊁抑烟作用,从而提高环氧树脂的阻燃性能.(a)E P0(低倍)(b)E P0(高倍)图5㊀EP0燃烧后的SEM图片(b)E P1(高倍)(a)E P1(低倍)图6㊀EP1燃烧后的SEM图片㊃27㊃材㊀料㊀科㊀学㊀与㊀工㊀艺㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第24卷㊀(a)E P3(低倍)(b)E P3(高倍)图7㊀EP3燃烧后的SEM图片3㊀结㊀论1)制备了DOPOMPC/APP/MEL/EP阻燃复合材料,固定阻燃体系总添加量25%和DO⁃POMPC/APP为1/1,改变MEL组分,添加2%的MEL(EP3)阻燃体系的氧指数达到35.0%.2)锥形量热测试实验表明,DOPOMPC/APP/MEL/EP(PE3)火灾危险性最低,其pk-HRR㊁av-HRR㊁av-EHC㊁av-CO较纯PE0分别降低88.3%㊁76.2%㊁52.1%㊁和61.1%,呈现出良好的抑热抑毒效果.扫描电镜分析表明DOPOMPC/APP/MEL/EP燃烧形成的炭层致密,阻隔效应强.3)力学性能测试表明,DOPOMPC/APP/MEL/EP阻燃复合材料物理机械性能得到有效改善.参考文献:[1]㊀陈胜,李光斗,桂明胜等.含磷腈衍生物阻燃粘胶纤维的结构与性能[J].合成纤维工业,2006,29(2):33-36.CHENsheng,YEGuangdou,GUIMingsheng,etal.Struetureandpropertiesofflame⁃retardantviscoserayoncontainingphosphazenederivatives[J].ChinaSyntheticFiberindustry,2006,29(2):33-36.[2]㊀杨连成,陶再洲,钟晓萍等.反应型DOPO基阻燃剂在环氧树脂中的应用[J].热固性树脂,2008,23(6):38-44.YANGLiancheng,TAOZaizhou,ZHONGXiaoping,etal.Applicationsofreactive⁃typeDOPObasedflameretardantinepoxyresins[J].Thermosettingresin,2008,23(6):38-44.[3]㊀MAHaiyun,FANGZhengping.Synthesisandcarboniza⁃tionchemistryofaphosphorous⁃nitumescentflameretard⁃ant[J].ThermochimicaActa,2012,(543):130-136.[4]㊀XUJZ,HEZM,WUWH.etal.Studyofthermalpropertiesofflameretardantepoxyresintreatedwithhexakis[p⁃(hydroxymethyl)phenoxy]cyclotriphosp⁃hazene[J].Therm.Anal.Calorim.2013,114(3):1341-1350.[5]㊀WANGX,HUY,SONGL.etal.Preparation,flameretardancyandthermaldegradationofepoxythermosetsmodifiedwithphosphorous/nitrogen⁃containingglycidylderivative[J].PolymersforAdvancedTechnologies,2012,23(2):190-197.[6]㊀CHENYANGYW,LEEHF,YUANCY.Aname_retardantphosphateandcyclotriphosphazenecontainingepoxyresin:synthesisandproperties[J].JPolymSciA:PolymChem,2000,(38):972-981[7]㊀KLINKOWSKIChristoph,ZANGLin,DORINGMan⁃fred.DOPO⁃basedflameretardants:synthesisandflameretardantefficiencyinpolymers[J].MaterialsChina,2013,32(3):145-158[8]㊀王宝仁,杨连成.DOPO衍生物在阻燃环氧树脂中的应用研究进展[J].化工新型材料,2010,38(3):51-54.WANGBaorenYANGLiancheng.Theprogressintheappli⁃cationsofDOPOdirevativesinflameretarantepoxyreins[J].NewChemicalMatierials,2010,38(3):51-54.[9]㊀卢林刚,陈英辉,王舒衡等.新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能[J].材料研究学报,2014,28(6):455.LULingang,CHENYinghui,WANGShuheng,etal.Preparationandflameretardancyofintumescentflame⁃retardantepoxyresin[J].ChineseJournalofMaterialsResearch.2014,28(6):455.[10]卢林刚,王晓,杨守生等.单组分磷-氮膨胀阻燃剂的合成及成炭性能[J].高分子材料科学与工程,2012,28(7),10-13.LULingang,WANGXiao,YANGShousheng,etal.SynthesisandcharringofarborescentmonomolecularP-Nintumescentflameretardant[J].PolymerMaterialsScienceandEngineering,2012,28(7),10-13.[11]杨守生,王学宝,陈英辉等.膨胀阻燃剂/CaCO3协效阻燃环氧树脂[J].灭火剂与阻燃材料,2013,32(2),194-196.YANGShousheng,WANGXuebao,CHENYinghuietal.Intumescentflameretardants/CaCO3synergisticflameretardantepoxyresin[J].FireExtinguishingAgentandFlameRetardantMaterial,2013,32(2),194-196.[12]杨守生.星状单分子磷氮膨胀型阻燃剂在防火涂料中的应用研究[J].涂料工业,2014,44(11),46-51.YANGShousheng.Applicationofstar⁃shapedunimolecu⁃larintumescentflameretardantinfireproofcoatings[J].PaintandCoatingIndustry,2014,44(11),46-51.[13]JAHROMIS,GABRIELSEW,BRAMA.Effectofmelaminepolyphosphateonthermaldegradationofpolyamides:acombinedX⁃raydiffractionandsolid⁃stateNMRstudy.Polymer,2003,44(l):25-37.[14]LIUMeifang,LIUYuan,WANGQi.,Flameretardedpolypropylenewithmelaminephosphateandpentaeryth⁃ritol/polyurethanecompositecharringagent.Macromo⁃lecularMaterialsandEngineering,2007,292,206-213.[15]SUZUKIK,SHISHIDOK,SHINDOM.Melaminepolymetaphosphateand.proeessforitsproduction.USPatent,6008349.1999.(编辑㊀张积宾)㊃37㊃第3期王会娅,等:环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究。
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六对醛基苯氧基环三磷腈的合成及其热性能研究宝冬梅;刘吉平【摘要】六对醛基苯氧基环三磷腈(HAPCP)是一种重要的无卤高效阻燃剂和精细化工中间体,因具有良好的耐热性和阻燃性而备受关注.以六氯环三磷腈(HCCP)和对羟基苯甲醛为原料制备HAPCP,经红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)、元素分析、差热(DSC)和热重(TG)等测试分析手段对产物的结构和热性能进行了表征,并考察了溶剂、缚酸剂、原料配比、反应时间和反应温度对HAPCP收率的影响.结果表明,在四氢呋喃中,以无水碳酸钾为缚酸剂,n(对羟基苯甲醛):n(六氯环三磷腈)=7.2:1,65℃下反应24h,HAPCP的收率可达92.5%.热性能研究表明,HAPCP在N2气氛下的起始分解温度为270℃,800℃时残炭率仍有78.5%,是一种耐热性和热稳定性好的无机-有机杂环化合物,在绝热材料和阻燃材料领域呈现出良好的应用前景.%Hexakis (4-formacylphenoxy) cyclotriphosphazene( HAPCP) was an important efficient halogen free flame retardant and fine chemical intermediate and it has attracted significant attention because of its excellent heat-resistance and flame-resistance. In the study, HAPCP was prepared via the reaction of hexachlorocyclot-riphosphazene(HCCP) and 4-hydroxybenzaldehyde, and characterized by means of infrared spectrometer (IR) , nuclear magnetic resonance (NMR), elemental analysis, differential scanning calorimetry(DSC) and thermo-gravimetry (TG). The influences of the reactive solvent, type and particle size of deacid reagent, molar ratio of p-hydroxybenzaldehyde to HCCP, reaction timed) and reaction temperature(T) on the yield were investigated. The results showed when n(p-hydroxybenzaldehyde) : n(HCCP) = 7.2 : 1,T= 65℃,t = 24h,tetrahydrofuran as solvent and anhydrous sodium carbonate as deacid reagent, the yield of HAPCP was the highest and amounted up to 92. 5%. Thermal analysis results showed that the onset decomposition temperature of HAPCP was 270℃ , and the carbon yield at 800℃ was still up to 78. 5%. Therefore, HAPCP was an inorganic-organic heter-ocyclic compound with perfect heat-resistance and thermal stability, and it is a promising candidate applied in insulating materials and flame retardant materials.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)003【总页数】5页(P396-400)【关键词】六对醛基苯氧基环三磷腈;合成;热性能【作者】宝冬梅;刘吉平【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】O627.51 引言磷腈化合物是一类以磷、氮元素交替排列成为基本骨架的化合物,其独特的结构使之具有良好的热稳定性和阻燃性[1,2]。
近年来,以六氯环三磷腈为起始原料,通过亲核取代反应制备出多种含有羟基[3-5]、苯胺基[6-8]、烷氧基[9]、芳氧基[10-13]和不饱和双键[14,15]等功能基团的环三磷腈衍生物,被广泛应用于聚合物的阻燃处理并取得较好效果。
HAPCP是一种重要的无卤高效阻燃剂和精细化工中间体,近年来受到广泛关注[16-18]。
HAPCP分子中含有刚性的苯环结构和芳香性的磷氮六元环结构而具有良好的耐烧蚀性和优异的耐热性,可作为固体火箭推进剂绝热包覆层有机填料使用[19];或者将HAPCP与其它反应型阻燃剂(如DOPO等)反应制备新型阻燃剂,然后作为添加型阻燃剂用于制备无卤阻燃环氧树脂等。
目前,HAPCP的合成普遍存在着反应时间长、后处理操作繁杂、产品收率低等问题[20-23]。
本文以四氢呋喃为溶剂,无水碳酸钾为缚酸剂,以HCCP和对羟基苯甲醛为原料制备了 HAPCP,反应时间缩短为24h,收率可达92.5%,并对其结构和热性能进行了表征。
与现有技术相比,本方法反应条件温和,反应较彻底,加快了反应速率,简化了后处理操作,提高了产品收率。
2 实验2.1 实验试剂和仪器2.1.1 试剂六氯环三磷腈(自制,参照文献[24]方法,熔点112℃),使用前用正庚烷重结晶并结合减压升华的方式进行精制;对羟基苯甲醛(工业级,99%),昆山科益达化学有限公司;无水磷酸钾(AR)、氢化钠(AR),韦斯化学试剂有限公司;无水碳酸钾(AR)、三乙胺(AR)、丙酮(AR)、乙酸乙酯(AR)、四氢呋喃(AR),北京化工厂。
四氢呋喃在使用前加入钠回流精制。
2.1.2 仪器傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR),TENSOR27,KBr压片,德国BRUKER公司;核磁共振谱仪(DMSO为溶剂),BRUKER AVANCE 400M,瑞士BRUKER公司;XT5B显微熔点测定仪,北京市科仪电光仪器厂;元素分析仪,Vario El,德国Elementar公司;TGA/DSC1同步热分析仪(从30℃升至800℃,升温速率为10℃/min,N2气氛),瑞士 Mettler Toledo公司。
2.2 六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的合成六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的合成如图1所示。
在装有磁子、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝回流装置的500m L干燥三口烧瓶中,依次加入适量的缚酸剂、17.6g对羟基苯甲醛和250m L精制的四氢呋喃,室温下搅拌1h使其溶解;然后称取6.95g HCCP溶解于100m L精制的四氢呋喃中,将其缓慢滴加到上述反应体系中,滴加时间为1h;0.5h后升温到65℃,回流搅拌24h,反应结束。
过滤,浓缩滤液,将其倒入大量去离子水中,立即析出白色沉淀物;再次过滤,用去离子水反复洗涤产物3次;最后用乙酸乙酯重结晶2次,50℃真空干燥12h得白色粉末状固体,即化合物HAPCP,产率为92.5%,熔点为159.5~160.5℃。
图1 HAPCP的合成路线Fig 1 Synthetic route of HAPCP3 结果与讨论3.1 结构表征3.1.1 红外光谱分析图2是HAPCP的IR谱图,3030cm-1处为苯环C—H伸缩振动吸收峰;2810、2760cm-1处为—CHO上C—H键伸缩振动的特征吸收峰,是醛的特征谱带;1705cm-1处为醛基CO伸缩振动吸收峰;1600、1505cm-1处为苯环的骨架变形振动吸收峰以及960cm-1处出现的P—O—C的吸收峰,表明对醛基苯氧基已经被引入磷腈分子中;1210、1150、1100cm-1处为PN的伸缩振动吸收峰;887cm-1处为P—N的吸收峰;此外,523、601cm-1处的P—Cl键的特征吸收峰已完全消失,说明HCCP上的氯原子均被取代,合成出HAPCP。
图2 HAPCP的红外谱图Fig 2 The infrared spectrum of HAPCP3.1.2 核磁共振波谱分析HAPCP的1 H NMR谱图如图3所示。
HAPCP有3种H原子,分别为醛基氢和苯环上两个位置的氢。
其中δ=9.9264×10-6(6H,—CHO),δ=7.7872×10-6、7.8080×10-6(12H,—C6 H 4—),δ=7.1711×10-6、7.1918×10-6(12 H,—C6 H 4—),不同质子的峰面积与质子数之比基本一致(约为1∶2∶2),说明氢核的化学位移符合分子结构特征。
HAPCP的31 P NMR谱图如图4所示。
δ=7.44×10-6的单峰为磷腈环上P质子峰,说明3个磷原子所处的化学环境相同,即HCCP上的氯原子已被完全取代。
HAPCP的13 C NMR谱图如图5所示。
δ=1.9170×10-4的峰为醛基—CHO特征峰,在δ=(1.2113~1.5373)×10-4的4个峰分别为苯环—C6 H 4—上的C质子峰。
图3 HAPCP的1 H NMR谱图Fig 3 The 1 H NMR of HAPCP图4 HAPCP的31 P NMR谱图Fig 4 The 31 P NMR of HAPCP图5 HAPCP的13 C NMR谱图Fig 5 The 13 C NMR of HAPCP3.1.3 元素分析元素分析实验值(%):C:58.65,H:3.61,N:4.73;理论值(%):C:58.55,H:3.50,N:4.88,两者基本相符。
3.2 反应影响因素的探讨3.2.1 溶剂对产物收率的影响不同的溶剂对产物的收率影响较大。
合成HAPCP的常用溶剂有丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和四氢呋喃等。
由于HCCP的氯原子非常活泼,极易发生水解,所以在合成过程中,必须选择非水溶剂[25]。
本文考察了丙酮、乙酸乙酯和四氢呋喃3种溶剂对产物收率的影响,结果如表1所示。
表1 溶剂对HAPCP收率的影响Table 1 The effect of solvent on the yield ofHAPCP注:溶剂介电常数大小顺序:丙酮>四氢呋喃>乙酸乙酯。
反应溶剂沸点(℃)收率(%)56.05 56.5乙酸乙酯丙酮65.4 92.5 77.0 75.0四氢呋喃结果表明,溶剂对收率的影响较大,用四氢呋喃作溶剂较为理想,收率可达92.5%。