含磷阻燃共聚聚酯的制備及性能

　　滌綸（PET）是目前上產(chǎn)量大的合成纖維，我國是滌綸的生產(chǎn)大國，2012年我國滌綸的產(chǎn)量占全部化學纖維的比例為81%，占產(chǎn)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(zhì)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(nèi)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(nèi)，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(cè)鏈上引入苯基基團，影響原來PET主鏈的分子結(jié)構(gòu)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(jié)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(zhuǎn)變溫度還是熔融結(jié)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(zhuǎn)變，從而提前使PET熔融性現(xiàn)象產(chǎn)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(zhuǎn)變溫度、熔融結(jié)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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