Page 50 - 《精细化工》2021年第1期
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·40·                              精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

                 WU 等  [48] 首先合成了含有联苯酰亚胺结构的单                   酯高温熔体的黏度，从而实现阻燃和抗熔滴，属于
            体 N,N-双（2-羟乙基）-联苯-3,4,3,4四羧酸二亚胺                 凝聚相阻燃。
            （BPDI），结构如下所示，然后利用共聚的方式将
            其引入到 PET 分子链中制备阻燃抗熔滴 PET 聚酯。
            实验结果表明，当 BPDI 的添加量为 15%（摩尔分

            数，以 DMT 的物质的量为基准）时，阻燃改性 PET
            的 LOI 提高到 29%±0.2%，但 UL-94 测试等级仅为                      高温重排阻燃 PET 相关文献数据列于表 3。高
            V-2 级，表明 BPDI 在改善 PET 聚酯的抗熔滴方面                     温重排阻燃改性方法新颖，表现出良好的阻燃和一
            尚待提高。通过对聚酯进行锥形量热测试，结果表                             定的抑烟效果，但其抗熔滴性能较差。这可能与单
            明阻燃改性 PET 的 PHRR、THR 以及 TSP 均下降，                   体高温重排形成化合物结构的网状化程度有关。高
            体现 BPDI 在 PET 聚酯的阻燃和抑烟方面良好的改                       温重排是一个单体内部的化学反应过程，重排过程
            性效果。高温下 BPDI 中的联苯与酰亚胺环发生重                          受制于参与重排化学键的活性，选择具有适宜活性
            排生成共轭芳香族的环状稳定结构，此结构在 PET                           化学结构的单体是确保改性 PET 聚酯具有优异阻燃
            聚酯燃烧过程中促进表面形成致密炭层以及提高聚                             抗熔滴性能的关键。

                                            表 3   高温重排阻燃聚酯 PET 的改性结果
                          Table 3    Results of the flame retarding PET prepared by high-temperature rearrangement
                                                                                 2
                                                                                            2
                                                                                                     2
                单体      添加量/%    η/(dL/g)   T g/℃   T m/℃  LOI/%   UL-94  PHRR/(kW/m )  THR/(MJ/m )   TSP/m    熔滴
              PBPBD  [47]    20   0.83     81     210     32      —        541.9       57.3       13     改善
              BPDI [48]    15     0.81     104    203   29.0±0.2  V-2     351±12      59 ±2      11±1    改善

            1.4   高温端基捕获链扩展阻燃改性 PET                            不断被链扩展，其详细反应机理如下所示，这种形
                 高温端基捕获链扩展的作用过程是 PET 聚酯在                       式的化学作用会阻止 PET 聚酯的分解，促进其在燃
            燃烧过程中裂解为不同的分子片段后，部分分子片                             烧过程中的残炭量增加，以及提高 PET 聚酯在燃烧过
            段捕获了其他可以与其通过化学成键作用生成稳定                             程中高温熔体的黏度，从而提升 PET 的阻燃以及抗
            环结构的分子片段，并在后续过程中不断累积这种                             熔滴性能，属于凝聚相阻燃。将 3-HPI 应用于聚丁
            成环效果使其环状链得到扩展，此链状环结构促进                             二酸丁二醇酯（PBS）高分子的阻燃改性，其表现
            PET 聚酯燃烧表面致密炭层的形成并提高 PET 在燃                        出与 PET 类似的阻燃抗熔滴效果，表明 3-HPI 对此
            烧过程中的高温熔体黏度，从而改善阻燃以及抗熔                             类高分子具有普遍适用性，预示了其广阔的应用前景。
            滴性能，属于凝聚相阻燃            [49] 。
                 LIU 等 [49] 合成了单体 N-（2-羟基-5-羧基苯基）
            -4-羧基邻苯二甲酰亚胺（3-HPI），利用其与 DMT
            和乙二醇(EG)通过酯交换的方法制备高性能阻燃抗
            熔滴聚酯 PET。实验结果表明，当 3-HPI 的添加量
            为 20%（摩尔分数，以 DMT 的物质的量为基准）
            时，阻燃改性 PET 聚酯的 LOI 为 33%，其 UL-94


            测试达到 V-0 级且无熔滴现象发生。通过对聚酯进
                                                                   高温端基捕获链扩展阻燃 PET 相关文献数据列
            行锥形量热测试，结果表明，3-HPI 改性的 PET 聚
                                                               于表 4。高温端基捕获链扩展方法表现为改性 PET
            酯可以有效降低聚酯燃烧过程中的 PHRR、THR 以                         聚酯燃烧过程中动态的化学基团反应过程，思路新
            及 TSR，体现了 3-HPI 良好的阻燃和抑烟效果。阻                       颖，且改性聚酯体现出较好的阻燃抗熔滴性能以及抑
            燃抗熔滴机理分析表明，在燃烧过程中，3-HPI 阻                          烟效果。阻燃单体必须含有在高温下具有反应活性的
            燃单体分解为小分子片段，部分带有 3-HPI 端基的                         基团，可以在选择合适的基团结构后，有针对性地合
            分子片段捕获其他自由基分子片段后生成苯并唑                             成阻燃单体，提高其对 PET 聚酯的阻燃抗熔滴改性
            环结构，并且这种捕获形式不断累积使得成环结构                             的效果。

                                            表 4   高温端基捕获阻燃 PET 的改性结果
                         Table 4    Results of the flame retarding PET prepared by high-temperature end group capture
                                                                                                  2
                                                                                         2
                                                                             2
                                                                                                    2
                单体     添加量/%  η/(dL/g)  T g/℃   T m/℃   LOI/%  UL-94  PHRR/(kW/m )  THR/(MJ/m )   TSR/(m /m )  熔滴
               3-HPI [49]    20   0.45   89    —      33     V-0       276          63.4        1415     无
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