论文部分内容阅读
聚磷腈及其衍生物是以磷、氮原子交替排列作为主链结构的一类新型无机高分子,由于其结构的特殊性,所以它集稳定与活泼于一身,稳定的一面主要体现在六元环结构上,生成的聚合物耐酸碱、耐高温、并具有多种功能与用途;活泼的一面是因为磷原子上有可被其它基团所取代的氯原子,氯原子被亲核试剂全部或部分取代后,可生成一系列具有功能各异的磷腈衍生物。 由于聚磷腈高分子的多样性,决定了其在应用中的广泛性,已应用于航空航天、船舶制造、石油化工及生物医学等领域。开发具有阻燃及其它性能为一体的聚磷腈化合物,具有重大的理论及实际意义。虽然从十九世纪以来国外就有些学者对聚磷腈做出部分研究,但到目前为止,在我国才刚刚起步,更没有对聚磷腈化合物进行大规模生产,为了促进该领域研究工作的发展与进步,对磷腈化合物进行系统的研究与探讨已成为一种必要。本文主要从以下几个方面进行研究: 1.从聚磷腈化合物最基本的原料-六氯环三磷腈出发,用价廉易得的PCl5与NH4Cl作为反应原料,在传统的合成工艺基础上改进反应设备,通过对影响其反应的因素(如:温度、时间、原料组成比例、催化剂、氮气和PCl5的滴加方式等)的详细探讨,得出了合成六氯环三磷腈的最佳反应条件:温度在128℃左右;时间为5h;PCl5/NH4Cl的最佳摩尔比为1:1.4;催化剂为MgCl2·6H2O和吡啶复式催化剂;采用氮气吹入法和适当控制PCl5的滴加速度。本文巧妙地改善了反应条件与分离方法,成功地制备出纯度较高的产品,并通过熔点仪、傅立叶红外仪(FT-IR)、核磁共振仪(31P-NMR)等测试手段对其做出表征。 2.以自制的六氯环三磷腈为原料,详细分析了影响聚二氯磷腈合成的因素(时间、温度、纯度与真空度),通过对反应容器、加热方式的改进,采用自行设计的反应容器(真空三口具活塞加硬质圆底烧瓶)和热源(蜡浴);根据热聚合原理,制得聚二氯磷腈,并通过傅立叶红外仪(FT-IR)、核磁共振仪(31P-NMR)等测试手段对其做出表征。 3.再以聚二氯磷腈为原料,通过亲核取代反应,得到具有潜在应用前景的新型阻燃、膜分离材料-聚二乙氧基磷腈和具有阻燃、耐高温特性的无机高分子材料-聚二苯氧基磷腈,并通过傅立叶红外仪(FT-IR)对其做出表征。 4.本文同时也对六氯环三磷睛的直接取代做了初步的探讨,制备出六乙氧环三磷腊和六苯氧环三磷睛,并通过傅立叶红外仪(FT一IR)对其做出表征。六氯环三磷睛衍生物的合成,为磷睛化合物的进一步发展提供了新思路。 本文的研究目的是在前人研究工作的基础上,进一步优化反应条件,制备出聚磷睛的基本原料一六氯环三磷睛,再通过热聚合,得出聚二氯磷睛,然后再以六氯环三磷睛与聚二氯磷睛为原料,进行亲核取代,得到一系列具有多功能的应用阻燃材料。