2. 1 F T - IR 光谱分析 [ 8 - 9]

    合成的阻燃单体用 FT - IR 光谱分析得图 1 所示谱图。

图 1 样品的 FT - IR 谱图

    合成的阻燃单体 HPA - NP 中 3 400 cm - 1 吸收峰很弱 , 说明 HPA 羟基参与了反应。在 HPA - NP 的 FT - IR 谱图中 , 970 cm - 1 为 P — O — C 的对称伸缩吸收峰 ; 1 200 ～ 1 250 cm - 1 为 P — N — P, P — O — C ( 不对称伸缩 ) 的吸收峰 , 它们的吸收峰和 HPA 的 C — C — O 的吸收峰位置相近 , 但吸收峰得到了加强 , 这也能佐证 HPA 和 HCP 发生了化学反应 , 形成了 P — O — C 。

     2. 2 31 PNMR 分析

     HPA - NP 的 31 PNMR 谱图如图 2 。

     PCl 2 的化学位移为 20 ～ 24, 从图中的化学位移可以看出 , Cl 原子与 HPA 上的— OH 发生了反应。如果磷腈上的 6 个 Cl 都被取代 , 由于 P 原子所处的化学环境相同应该只出现一个峰 , 但本实验合成的 HPA - NP 的出现多峰 , 很可能 Cl 被部分和全部取代 , 具体的化学位移的归属还有待于进一步研究。

图 2 HPA - NP 的 31 PNMR 谱图

     2. 3 TGA 分析

     由于 P — O 键能 ( 625 . 8 kJ ) 比 C — O 键能 ( 1 079 . 4 kJ ) 低 , 因此 , 含磷腈阻燃单体固化物的起始热分解温度低。受热后能放出 CO 、 NH 3 、 N 2 、 H 2 O 气体 , 这些气体会阻断氧的供应 , 实现阻燃增效 , 且燃烧时有 PO · 形成 , 可与火焰区域中的 H 、 HO 自由基结合 , 起到抑制火焰的作用 , 终止链反应。从图 3 中也可以看出含磷腈阻燃单体固化物的残余物增加很多 , 这也说明其表面成炭更容易 , 延缓了材料的热分解。实验测得 UV - EA with NP 样品的氧指数为 27, originalUV - EA 的氧指数为 23, 说明合成的 HPA - NP 具有一定的阻燃性。

图 3 氮气氛下固化膜的 TGA 热谱图

     3 　结　语

     用六氯环三磷腈作为阻燃剂 , 丙烯酸 - 2 - 羟丙酯作为 UV 固化活性单体 , 合成了 UV 固化磷腈阻燃单体。 FT - IR 光谱与 31 PNMR 光谱都表明六氯环三磷腈和丙烯酸 - 2 - 羟丙酯发生了取代反应。含磷腈阻燃单体的固化物的氧指数为 27, 不含磷腈阻燃单体的固化物的氧指数为 23, 说明合成的磷腈阻燃单体具有一定的阻燃效果。