聚磷酸铵在阻燃功效方面的良好性能已受到了人们的重视。高聚合度、高纯度的聚磷酸铵合成将是使其应用得到进一步拓展的关键。国外早已实现Ⅱ型聚磷酸铵的工业化生产,相比之下国内产品质量不尽如意,这样严重影响了聚磷酸铵阻燃剂的应用与发展,降低了它的社会与经济效益。其中合成技术落后、基础研究的匮乏是造成这种状况的重要原因之一。本课题旨在深入研究聚磷酸铵合成工艺,找出影响制取Ⅱ型聚磷酸铵的原因,并力图进一步提高Ⅰ型聚磷酸铵的平均聚合度。因此,本项目的选择具有重要的经济价值与科学意义。本文深入研究了以磷酸脲与尿素为原料制取聚磷酸铵的合成工艺,采用模拟气氛→探讨温度→讨论其它因素→优化工艺条件的实验路线。组装了两种不同的聚合反应器:机械搅拌式反应器与气体搅拌式反应器;对比了三种不同的聚合方式:机械搅拌、气体搅拌与气室反应;探讨了氨分压、二氧化碳分压、水汽分压、升温速率、降温速率、原料含水量、酸度、溶剂等因素对合成的影响,并探索了晶型转化温度与时间;优化了工艺条件,进一步提高了制品的平均聚合度。得到了以下的实验结果:总压1.512atm,最佳气氛组成为氨分压0.8atm(52.9%)、二氧化碳分压0.4atm(26.5%)、水汽分压0.312atm(20.6%);制得了平均聚合度n≥50 的I 型聚磷酸铵,突破了目前报道关于以磷酸与尿素为原料不能制得n≥30 聚磷酸铵的局限;得到Ⅰ型聚磷酸铵向Ⅱ型聚磷酸铵部分转化的工艺条件(升温至240℃,保温6 小时,气氛为0.8atm 氨气与0.312atm 的水汽混合气,总压1.112atm);提出高温段(200℃以上)晶型转化缓慢与低温段(100℃～180℃)非均相反应是两大制取Ⅱ型聚磷酸铵的障碍;本工艺操作参数同样适用于以热法磷酸(85%H3PO4)与尿素为原料制取聚磷酸铵,制品平均聚合度无较大波动。