Page 26 - 精细化工2019年第8期
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·1514·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            纳米棒结构，它是由 2 个连续的四面体片和 1 个不                         1.2    步骤
            连续的八面体片组成的层状硅酸盐               [13] ，这种结构有利         1.2.1    阻燃剂 PGS@P-N 的制备
            于与其他基体材料的复合。                                           称取 18 g 磷酸，将其溶解在盛有 150  mL 无水
                 近年来，人们合成了新型的磷系阻燃剂，例如：                         乙醇的三口烧瓶中，加入 30 g 坡缕石粉末。混合物
            磷酸盐    [14] 和有机磷化物   [15] 等。研究发现，磷系阻燃              在机械搅拌下，于 70 ℃加热循环冷凝反应一定时间
            剂在燃烧过程中会产生的 PO·猝灭自由基，比如 H·、                        后，称取计量的十二胺加入到反应体系中。剧烈搅
            OH·使反应终止，并且减少气相中热量的释放                     [16] 。   拌反应一定时间后，将产物离心分离，用热的无水
            由于这些磷化物都具有良好的阻燃性，燃烧后产物                             乙醇清洗，以除去吸附在产物表面的十二胺与磷酸。
            的毒性较小，因而被广泛地应用于各类阻燃体系中。                            产物在真空烘箱中于 50 ℃烘 6 h 后冷却，即得阻燃
            并且磷元素和氮元素之间的协同作用受到人们的广                             剂 PGS@P-N，制备过程如下所示：
            泛关注，并且研究发现，在阻燃剂中同时引入磷元
            素和氮元素，二者之间协同阻燃，有效降低了热释
            放量和烟释放量        [17] 。Cui 等 [18] 研究了磷元素与氮元
            素之间的协同作用能增强高分子材料的热稳定性和
            阻燃性。本课题组通过简单的方法，用磷酸（P）与
            十二胺（N）反应修饰坡缕石后，制得了 PGS@P-N

            阻燃剂。坡缕石自身具有较好的阻燃性能，而引入                             1.2.2    EVA 复合材料的制备
            的 P、N 元素协同作用，不但可以改善其阻燃性能，                              将称取好的 EVA、阻燃剂及可膨胀石墨，在开
            也可以增强阻燃剂与基体的相容性，从而提高复合                             炼机上于 120 ℃下混炼 15 min。将混炼后的原料放
            材料的综合使用性能。                                         置在平板硫化机上，150 ℃下保压 4 min，制得合适
                 本文先利用坡缕石表面的羟基，采用化学接枝                          规格的样条。只加入 EVA，制备纯样为 EVA。制备
            的方法，用磷酸（P）对坡缕石进行改性，随后通过                            复合样条时，纯 EVA 的质量分数控制在 70%，当分
            磷酸与十二胺（N）间酸碱反应的方法，将十二胺接枝                           别加入坡缕石、可膨胀石墨、PGS@P-N（阻燃剂的
            到坡缕石分子中，制备了复合型阻燃剂 PGS@P-N，以期                       质量分数分别为 30%），制得的样条分别为 EVA/PGS、
            能同时增强基体材料 EVA 的阻燃性能和力学性能。                          EVA/EG、EVA/PGS@P-N。当加入 PGS@P-N 和 EG
                                                               （阻燃剂总质量分数控制在 30%），调节 PGS@P-N 与
            1   实验部分
                                                               EG 的质量比〔m(PGS@P-N)∶m(EG)〕分别为 1∶3、
            1.1   药品及仪器                                        1 ∶ 5 、 1 ∶ 7 、 1 ∶ 9 、 1 ∶ 11 ， 制 得 的样品为
                 磷酸，AR，北京北化精细化学品有限责任公司；                        EVA/PGS@P-N/EG(1/3) 、 EVA/PGS@P-N/EG(1/5) 、
            十二胺，AR，上海中秦化学试剂有限公司；乙醇，                            EVA/PGS@P-N/EG(1/7) 、 EVA/PGS@P-N/EG(1/9) 、
            AR，利安隆博华（天津）医药化学有限公司；坡缕                            EVA/PGS@P-N/EG(1/11)。加入 PGS 和 EG(阻燃剂
            石，产于甘肃临泽；可膨胀石墨（EG），青岛天合                            总质量分数为 30%)质量比〔m(PGS)∶m(EG)〕为 1∶
            石墨有限公司；EVA，260/P2805，日本三井化学有                       9，制得的样条为 EVA/PGS/EG(1/9)。
            限公司。                                               2    结果与讨论
                 冷场发射型扫描电子显微镜（ULTRA Plus，15 kV），
            德国蔡司公司；X 线衍射仪（D/Max- 2400），日本理                     2.1    红外光谱测试
            学公司；红外光谱仪（Digilab  FTS-3000），Bio-Rad 公                 图 1 为 PGS、PGS@P-N 的 FTIR 谱图。
            司；热重分析仪（Perkin  Elmer），日本 Shimadzu 公                   由图 1 可知，PGS 的红外光谱图中，在 3564
            司；极限氧指数仪（HC-2CZ，样品规格：127 mm×                       和 1658 cm 处出现了坡缕石晶体结构中（Al, Mg）
                                                                        –1
                                                                                                         –1
            12.7 mm×3 mm），南京市江宁区分析仪器厂；UL-94                    —OH 的羟基伸缩振动吸收峰。1021 与 486  cm 处
            垂直燃烧仪（CF3-3，样品规格：127 mm×12.7 mm×                   是坡缕石晶体结构表面的硅氧四面体 Si—O—Si 的伸
            3  mm），江宁分析仪器设备厂；力学性能测试仪                           缩振动吸收峰 。986 cm 是 Al—O—Si 的伸缩振动吸
                                                                                    –1
                                                                           [19]
                                                                  [20]
                                                                                        –1
            （WDW-2C，样品规格：15 mm×25 mm× 2 mm），                   收峰 。PGS@P-N 在 986  cm 峰强度减弱，这表明坡
            上海华龙测试仪器有限公司；锥形量热测试仪                               缕石表面已与磷酸发生了反应，且磷酸主要与坡缕
            （FTTO402，样品规格：100 mm×100 mm×3 mm），                 石中的铝离子附近的羟基发生了反应。此外，PGS@P-N
                                                                                         1
            英国 FTT 公司。                                         的红外光谱在 2929、2856  cm 处出现了两个新的吸
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