新型結(jié)構(gòu)含磷聚酯-聚氨酯的合成與性能研究.pdf

1、含磷聚氨酯是指將磷元素引入到聚氨酯材料中，與不含磷相比，含磷聚氨酯具有優(yōu)異的生物相容、多功能和阻燃等特性，廣泛應(yīng)用在石油化工、建筑工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域而備受關(guān)注。
　　本文首先合成了以2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)為含磷單體的一種新型含磷聚酯多元醇，同時又合成一種新型含磷擴(kuò)鏈劑苯基磷酸季戊四醇二酯(PPhDH)，并采用含磷聚酯多元醇為軟段合成了結(jié)構(gòu)含磷聚酯-聚氨酯材料。利用紅外光譜分析(FTIR)、熱失重分析(TGA

2、)、差示掃描量熱(DSC)、極限氧指數(shù)法(LOI)等現(xiàn)代分析儀器對合成的結(jié)構(gòu)含磷聚酯-聚氨酯材料的各項(xiàng)性能進(jìn)行了表征和分析，初步探索了PBTCA酯化反應(yīng)性規(guī)律和不同磷含磷聚氨酯材料合成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。具體主要研究內(nèi)容為：
　　一、PBTCA酯化反應(yīng)性研究：采用不同活性的小分子伯醇與PBTCA，利用FTIR、31P NMR和酸值的測定等手段分析伯醇類型、摩爾投料比和PBTCA水含量對酯化反應(yīng)性的影響，結(jié)果顯示三種不同小分子伯醇與

3、PBTCA的酯化反應(yīng)，均可生成三種不同含磷酯化物，且含磷酯化物之間有一定的比例；在PBTCA在，膦酸基上的一個羥基首先參加反應(yīng)，兩端的羧基隨后參加反應(yīng)。
　　二、新型含磷聚酯多元醇合成：由己二酸、乙二醇和PBTCA為原料合成了一種新型含磷聚酯多元醇。通過FTIR、13C NMR、羥值的測定和凝膠滲透色譜(GPC)對其進(jìn)行了表征，結(jié)果表明與理論結(jié)構(gòu)是完全一致的；醇酸的摩爾比為1.6時，得到羥基封端的產(chǎn)物；通過保持醇酸的摩爾比不變，改

4、變PBTCA的含量，合成了三種不同磷含量的含磷聚酯多元醇。
　　三、新型含磷擴(kuò)鏈劑PPhDH合成：通過分子設(shè)計(jì)三步法合成了一種新型的含磷二元醇擴(kuò)鏈劑PPhDH，并采用FTIR、1H NMR和31P NMR分析手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明合成的小分子二元醇的分子結(jié)構(gòu)與理論的擴(kuò)鏈劑PPhDH的結(jié)構(gòu)完全一致。
　　四、含磷聚酯-聚氨酯的合成與性能研究：含磷聚酯多元醇為軟段分別制備了軟段含磷聚氨酯(PPUs)、軟硬段含磷聚氨酯(

5、PPPUs)和軟硬段與添加阻燃劑同時含磷聚氨酯(PPPUs)。結(jié)果表明在受熱過程中，鍵能較低的C-P鍵先斷裂，導(dǎo)致降低了聚氨酯材料的熱穩(wěn)定性，但可以提高聚氨酯材料的阻燃性能；在軟段含磷聚氨酯中，從不含磷的聚氨酯殘?zhí)苛恐挥?.6％，到含磷量為1.53%的軟段含磷聚氨酯殘?zhí)苛窟_(dá)到14.8%，極限氧指數(shù)也有較大的提升，從不含磷的17.9%提升到25.0%；在聚氨酯材料中引入磷元素，可以適量的增加材料的表面張力，對聚氨酯材料的拉伸性能影響較??；