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本论文通过两步羟基和磷酰卤之间的亲核取代反应制备了两种反应型无卤磷系阻燃单体(二乙基-2-二甲基丙烯酰氧基-乙基磷酸酯,DEMEP和二乙基-2-二甲基丙烯酰氧基.乙基硫代磷酸酯,DEMEPT)。采用红外光谱(IR)、核磁共振(1H NMR和13C NMR)等分析技术对两种阻燃单体(DEMEP和DEMEPT)的结构进行了详细的表征。
将新型阻燃单体(DEMEPT)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)经自由基共聚合反应分别合成了两种阻燃共聚物(P(MMA-co-DEMEPT)和P(St-co-DEMEPT))。采用红外光谱(IR)和核磁共振光谱(1H NMR)等分析技术对共聚物的结构进行了详细的表征,证实了自由基共聚合反应的发生。
详细研究了不同反应参数对两种共聚物产率的影响,两种共聚物表现出相似的规律,并与均聚物产率规律作对比。随着阻燃单体含量增加,共聚物产率明显增大;随着溶剂含量增大,均聚物产率减小,而共聚物产率呈增大的趋势;在相同实验参数条件下,均聚物产率均明显高于共聚物产率。
采用热重分析技术(TG)对两种共聚物的热性能进行了详细的分析,并与均聚物PMMA和PS进行了对比,研究结果表明:
(1)与均聚物PMMA的起始降解温度(160.2℃)相比,共聚物P(MMA-co-DEMEPT)的起始降解温度明显提高,均超过200℃;共聚物碳残余量均提高至18%以上,远远大于PMMA(0.68%)的碳残余量。因此,由于共聚物中含有硫代磷酸酯阻燃基团,与PMMA相比,共聚物具有更好的热稳定性和阻燃性能。
(2)与均聚物PS的起始降解温度(160.5℃)相比,共聚物P(St-co-DEMEPT)的起始降解温度明显提高,均超过200℃;共聚物碳残余量均提高至10%以上,远远大于PS(0.54%)的碳残余量。因此,由于共聚物中含有硫代磷酸酯阻燃基团,与PS相比,共聚物具有更好的热稳定性和阻燃性能。