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透明聚合物材料具有质轻、易加工、透光率高、热稳定性好等许多优异的特点,广泛应用于生物医药、电子封装、室内装饰、食品包装等领域。然而,该类材料容易燃烧,对人们的生存环境和财产安全造成巨大损失。通过引入阻燃剂的方式对这类材料进行改性,制备阻燃材料,可以解决这一问题。目前,产量最大的卤系阻燃材料分解时易释放卤化氢、二噁英等有毒物质,容易对环境产生污染。磷酸酯类阻燃材料具有特有的P=O和P-O-C结构,阻燃效果好,且受热分解时低烟无毒,从而受到广泛的关注。本文首先合成了一种含有C=C键的不饱和磷酸酯单体,然后将其进行本体聚合,制备一种新型的透明阻燃型聚合物材料,最后将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)共聚进行增强改性,获得一系列的交联共聚物,并对其性能进行研究。研究内容如下:(1)以磷酸三乙酯(TEP)、乙二醇(EG)、甲基丙烯酸(MAA)等为原料,合成了含C=C的不饱和磷酸酯单体(UPE)。通过改变MAA的比例制备一系列的UPE(UPE-1、UPE-2、UPE-3、UPE-4、UPE-5)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对中间体三羟乙基磷酸酯(THPE)和含三个C=C的不饱和磷酸酯单体(UPE-3)的结构和分子量进行测定,结果显示:UPE-3在1299 cm-1出现C-O-C伸缩振动吸收峰,P-O-C谱峰发生明显变化,且分子量为434,与理论值相符合,证实酯化反应顺利完成。(2)将UPE系列本体聚合,制备了一系列聚不饱和磷酸酯(PUPE)(分别对应为:PUPE-1、PUPE-2、PUPE-3、PUPE-4、PUPE-5)。通过FTIR分析、凝胶度测试、固体紫外光吸收谱分析、热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)、力学性能测试、极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧试验(UL-94)、微型锥形量热(MCC)分析和扫描电子显微镜(SEM)测试对其结构和性能进行表征。结果表明:UPE系列本体聚合能够得到具有交联结构的聚合物PUPE系列;PUPE的初始分解温度(T0.1)超过230℃,PUPE-3在700℃时的残炭率达到29.07 wt%;随着MAA含量的增加,PUPE的拉伸强度提高,冲击强度降低,透光率均保持在90%以上,其中PUPE-3的拉伸强度为14.62 MPa,冲击强度为30.53 KJ·m-2,透光率达到92.31%;PUPE的LOI均大于28%,UL-94均达V-0级,其中PUPE-3的LOI为32.0%,热释放速率峰值(PHRR)和热释放容量(HRC)分别为118.2 W/g和126 J/K.g。(3)将MMA与UPE共聚,制备了一系列不同MMA含量的交联共聚物(poly(UPE-co-MMA))。通过FTIR分析、凝胶度测试、固体紫外光吸收谱分析、TGA、DMA、力学性能分析、LOI测试、UL-94测试、MCC分析和SEM测试对其进行表征。结果表明:MMA与UPE共聚可以得到具有交联结构的poly(UPE-co-MMA);随着MMA含量的增加,poly(UPE-co-MMA)的T0.1提高,但在600℃时的残炭率由PUPE的29.69 wt%降低至24.63 wt%;poly(UPE-co-MMA)的拉伸强度由PUPE的14.62MPa增加至26.95 MPa,冲击强度从30.53 KJ·m-2下降至19.26 KJ·m-2,透光率均保持在90%以上;poly(UPE-co-MMA)的LOI值从29.0%下降至28.2%,PHRR略微提高,而UL-94仍保持V-0级。(4)将St引入聚合物PUPE中,制备了一系列不同St含量的交联共聚物(poly(UPE-co-St))。通过FTIR分析、凝胶度测试、固体紫外光吸收谱分析、TGA、DMA、力学性能分析、LOI测试、UL-94测试对其进行表征。结果表明:St与UPE共聚可以得到具有交联结构的poly(UPE-co-St);随着St含量的增加,poly(UPE-co-St)的T0.1提高,但在600℃时的残炭率由30.47 wt%降低至21.77 wt%;poly(UPE-co-St)的拉伸强度从PUPE的17.84 MPa增加至37.53 MPa,而冲击强度没有明显变化,透光率从92.3%下降至89.8%;poly(UPE-co-St)的LOI值从29.0%下降至24.5%,UL-94从V-0级降至V-1级。