Page 51 - 《精细化工》2021年第1期
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第 1 期 张新星，等: PET 共聚阻燃改性研究进展 ·41·
1.5 高温离子聚集阻燃改性 PET ZHANG 等 [51] 探究了含有钾离子的阻燃单体对
离子单体聚集改性 PET 主要将具有阻燃功能的 PET 聚酯的阻燃和抗熔滴性能的影响。他们首先合
离子单体以共聚的形式引入到 PET 聚酯的分子主链 成了一种含有钾离子的单体 10-羟基-10 氧代-10 氢-苯
上，当 PET 在燃烧过程中经历高温熔化时，熔体 PET 氧杂膦-2,8-二羧酸的双羟乙酯钾盐（DHPPO-K），结构
分子链中的离子基团带动分子链聚集，高密度的分 如下所示，将其以共聚的方式引入到 PET 分子链中
子链促进聚酯燃烧表面炭层的形成并提高其高温熔 制备阻燃抗熔滴 PET 聚酯。聚酯的阻燃性能测试结
化后熔体的黏度，从而改善 PET 阻燃和抗熔滴性能， 果表明，当 DHPPO-K 添加量为 10%（摩尔分数，
属于凝聚相阻燃。研究中为了进一步提高离子单体 以 TPA 的物质的量为基准）时，阻燃 PET 聚酯的
改性 PET 聚酯的阻燃性能，在离子单体中引入磷等 LOI 为 33%，并有一定的抗熔滴性能。锥形量热测
阻燃元素，目的是在燃烧过程中利用磷等元素的气 试结果表明，阻燃 PET 聚酯的 PHRR 和 TSP 比 PET
相阻燃功能，实现离子单体的凝聚相和气相阻燃协 减小了 34%和 58%，体现了 DHPPO-K 对 PET 聚酯
同作用，进一步提高 PET 聚酯的阻燃性能 [50] 。 在阻燃抗熔滴以及抑烟方面良好的改善效果。
ZHANG 等 [50] 合成了含磷的钠离子单体 10 氢-
吩膦-2,8-二羧酸-10-羟基-2,8-二羟基乙酯钠盐
（DHPPO-Na），结构如下所示，将其作为 PET 聚酯
阻燃改性单体制备具有阻燃和抗熔滴性能的 PET。
实验结果表明，当 DHPPO-Na 的添加量为 10%（摩 GE 等 [52] 合成了含有钠离子和磷元素的单体 3-
尔分数，以 TPA 的物质的量为基准）时，阻燃 PET （苯基次膦酰基）丙酸 2-羟乙酯钠盐（SHPPP），结
聚酯的 LOI 为 31%±0.5%，其抗熔滴性能有所改善， 构如下所示。将其引入到 PET 分子主链中制备性能
但尚未达到 UL-94 的 V-0 级，表明 DHPPO-Na 在改
优异的阻燃抗熔滴 PET 聚酯。实验结果表明，当
善 PET 聚酯的抗熔滴方面的作用有待提高。阻燃和
SHPPP 添加量为 10%（摩尔分数，以 TPA 的物质的
抗熔滴机理分析表明，DHPPO-Na 中的钠离子聚集
量为基准）时，阻燃聚酯的 LOI 为 27%，并有一定
并带动 PET 分子链聚集促进聚酯燃烧表面成炭，实
的抗熔滴性，体现了 SHPPP 对 PET 聚酯较好的阻
现凝聚相阻燃，同时，聚集的 PET 分子链促进了其
燃抗熔滴改善效果。阻燃机理分析表明，SHPPP 中
在燃烧过程中高温熔体黏度，从而改善其抗熔滴性
的钠离子聚集并带动 PET 分子链聚集，促进聚酯在
能。DHPPO-Na 中的磷元素生成含磷自由基，捕获
燃烧过程中成炭，从而实现凝聚相阻燃，聚集的 PET
燃烧链中的•H 以及•OH 终止燃烧链反应，实现其在
分子链促进了其在燃烧过程中高温熔体黏度的提
聚酯中的气相阻燃，进一步改善 PET 聚酯的阻燃性
高，从而实现 PET 聚酯的抗熔滴性能提升。在燃烧
能，DHPPO-Na 在 PET 聚酯中简易的阻燃过程如下
过程中，SHPPP 中的磷元素生成•PO 2 、•PO 和•HPO
所示。此外，DHPPO-Na 也降低了改性 PET 聚酯的
等自由基，这些组分与聚酯燃烧过程生成的•H 以及
PHRR、THR 以及 TSR，表现出优良的阻燃抑烟效
+
果。由于 Na 之间界面作用的成核作用，少量的 •OH 反应后终止燃烧链反应，进一步提高 PET 聚酯
的阻燃性能。此外，SHPPP 的加入限制了 PET 分子
DHPPO-Na 的引入提高了 PET 聚酯的结晶速度，但
链的移动，导致阻燃 PET 聚酯的结晶能力下降。
是过量的 DHPPO-Na 则限制了其结晶过程中分子链
的移动，降低了其结晶速度和结晶度。
高温离子聚集阻燃 PET 相关文献数据列于表
5。高温离子聚集阻燃改性方法新颖，改性 PET 聚
酯具有良好的阻燃抗熔滴性能和抑烟效果。含有离
子的高分子具有独特的物理化学性能，目前应用于
PET 聚酯阻燃研究的离子仅限于钠离子和钾离子的
单体，可以利用含有其他离子的阻燃单体对 PET 聚
酯进行改性探索，以期寻找性能更加优异的离子阻
燃单体。
