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鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂 引入DOPO特性
發(fā)布時(shí)間:2009-10-24 作者:ccy 瀏覽:53

概要: 最近南京理工大學(xué)化工學(xué)院,通過(guò)環(huán)氧值滴定和紅外光譜,研究反應(yīng)型含磷阻燃劑(DOPO),與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)特性,最后確定其最佳反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:120℃下添加20%催化劑三苯基膦,反應(yīng)120min可獲得最佳效果。紅外譜圖進(jìn)一步確認(rèn)DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng),進(jìn)行的程度及DOPO含磷環(huán)氧樹(shù)脂的初步結(jié)構(gòu)。

鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂 引入DOPO特性
    最近南京理工大學(xué)化工學(xué)院,通過(guò)環(huán)氧值滴定和紅外光譜,研究反應(yīng)型含磷阻燃劑(DOPO),與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂 的反應(yīng)特性,最后確定其最佳反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:120℃下添加20%催化劑三苯基膦,反應(yīng)120min可獲得最佳效果。紅外譜圖進(jìn)一步確認(rèn)DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng),進(jìn)行的程度及DOPO含磷環(huán)氧樹(shù)脂的初步結(jié)構(gòu)。采用DTA分析方法研究DOPO,與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),測(cè)得DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng),動(dòng)力學(xué)參數(shù)lnA0為58.63、表觀(guān)活化能E為298.51kJ/mol、反應(yīng)級(jí)數(shù)n為0.97。據(jù)專(zhuān)家介紹,環(huán)氧樹(shù)脂作為熱固性高分子材料,具有優(yōu)良的化學(xué)物理性能,如耐化學(xué)腐蝕性、粘接性、電絕緣性,及高強(qiáng)度等力學(xué)性能,但其阻燃性能不好,現(xiàn)多用溴系阻燃劑對(duì)其阻燃,與鹵素阻燃劑相比,DOPO是一種發(fā)展迅速的新型反應(yīng)型含磷阻燃劑。DOPOL及其衍生物合成的含磷環(huán)氧樹(shù)脂無(wú)鹵,且無(wú)煙、無(wú)毒、不遷移、阻燃性能持久,國(guó)外已廣泛用于電子設(shè)備用塑料、電路板等材料阻燃。通過(guò)DOPO將P元素引入到環(huán)氧樹(shù)脂中,所得的含磷環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化溫度可以達(dá)到150℃左右,大大拓寬了材料的使用范圍。

    同時(shí)與鏈狀含磷基團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂相比,環(huán)狀含磷基團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂有更好的阻燃性,目前DOPO作為新型含磷阻燃劑備受關(guān)注。該研究主要通過(guò)環(huán)氧值滴定,采用紅外光譜檢測(cè),研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)特性;通過(guò)DTA分析法,研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。據(jù)介紹,實(shí)驗(yàn)所用試劑包括——鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂(CJF-43):環(huán)氧值0.48mol/100g,中昊晨光化工研究院;DOPO:山東銘杉精細(xì)化工有限公司,純度>98%;三苯基膦:化學(xué)純,上海凌峰化學(xué)試劑有限公司。研究人員首先進(jìn)行環(huán)氧值滴定,和紅外光譜研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)特性:在100mL四口燒瓶中,加入16g的鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂,通氮?dú)獗Wo(hù)加熱至90℃攪拌,然后加入2g的DOPO和相應(yīng)量的催化劑三苯基膦,逐步升溫至120℃或160℃,保持5h。在此期間,分別在反應(yīng)進(jìn)行到30min,60min,90min,120min,150min,180min,240min,300min時(shí)取樣,采用鹽酸-丙酮法進(jìn)行環(huán)氧值的測(cè)定。Brukervector55型傅里葉紅外光譜儀對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。關(guān)于DTA研究:DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),日本ShimadzuDTA-50型差熱分析儀對(duì)DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行DTA分析,氮?dú)鈿夥眨郎厮俾蕿?0℃/min,測(cè)定起始反應(yīng)溫度、峰頂溫度和反應(yīng)熱。

    隨后研究人員對(duì)DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂,進(jìn)行了反應(yīng)原理的深入研究,表明環(huán)氧基因其三元環(huán)的張力很大,從而有高度的活潑性、易于開(kāi)環(huán),環(huán)中的碳原子受到親核試劑,進(jìn)攻形成穩(wěn)定的化合物。還對(duì)環(huán)氧值滴定與紅外光譜研究DOPO,與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)特性進(jìn)行分析,包括催化劑對(duì)反應(yīng)的影響、溫度對(duì)反應(yīng)的影響、紅外光譜表征DOPO,與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等內(nèi)容,不同反應(yīng)溫度下環(huán)氧值的變化趨勢(shì)相似:環(huán)氧值隨著反應(yīng)的進(jìn)行逐步下降直至趨于穩(wěn)定,催化劑越多反應(yīng)越迅速,達(dá)到理論值的時(shí)間越短同時(shí)對(duì)DOPO,與鄰甲酚醛環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行考察,據(jù)專(zhuān)家介紹,研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的方法,有等溫法和非等溫法2種,用DTA研究屬于非等溫法。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的處理,可得頻率因子A0、表觀(guān)活化能E,以及反應(yīng)級(jí)數(shù)n,這幾個(gè)參數(shù)對(duì)了解化學(xué)機(jī)理具有重要意義。反應(yīng)是否能夠進(jìn)行是由反應(yīng)的表觀(guān)活化能來(lái)決定的,表觀(guān)活化能的大小直觀(guān)地反映了化學(xué)反應(yīng)的難易程度,參與反應(yīng)的分子只有獲得大于活化能的能量,化學(xué)反應(yīng)才能進(jìn)行。通過(guò)固化反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定,可以粗略地估計(jì)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理。通過(guò)A0可確定反應(yīng)速率常數(shù)。