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本文以六氯环三磷腈(HCCP)为基本原料,使用多种亲核试剂,经过亲核取代、氧化、水解、加成等多种反应,合成出了两类环三磷腈化合物。其中,第一类为三个磷原子连接相同亲核试剂的环三磷腈化合物(称为非螺环化合物);第二类为使用不同数目的联苯酚封端得到单螺环和双螺环的环三磷腈化合物(称为螺环化合物)。并选用其中三种化合物作为阻燃剂对环氧树脂进行了阻燃改性,制备出三类阻燃环氧树脂。一、非螺环化合物的合成:(1)以HCCP为原料,在K2CO3为缚酸剂的条件下分别与对羟基苯甲醛、对硝基苯酚发生亲核取代反应,得到两种六取代产物6Q和6N。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)和核磁共振磷谱(31PNMR)等手段,对上述两种化合物进行了结构表征。(2)以H202为氧化剂,将合成的6Q的-CHO氧化为-COOH,得到化合物6QO。并通过FTIR、1H NMR、31PNMR对其化合物进行了结构表征。二、单螺环化合物的合成:(1)将联苯酚作为HCCP的调节剂,制备了含有四个P-C1键的化合物T1,再分别与对羟基苯甲醛、对硝基苯酚反应,合成出了两种单螺环化合物TIQ和T1N,并对其进行了结构表征。(2)将T1Q中的-CHO氧化为-COOH,合成出化合物TIQO,并通过FTIR、1HNMR、31INMR对其结构进行了表征。(3)培养出了化合物T1Q的晶体,对其晶体结构进行了 X射线单晶衍射分析。三、双螺环化合物的合成:(1)将HCCP与联苯酚反应,合成出含有两个P-Cl键的化合物T2,再分别与对羟基苯甲醛和对乙酰氨基酚反应,合成出了两种双螺环化合物T2Q和T2X,其结构均通过了 FTIR、1HNMR、31PNMR的表征。(2)将化合物T2X水解,合成出含有四个氨基的双螺环化合物T2XH,该目标化合物同样通过了结构表征。四、将6Q作为添加型阻燃剂,按不同比例加入到环氧树脂(EP)中,以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,得到了阻燃环氧树脂6Q/EP。对其性能进行了测试。热失重(TG)分析表明,6Q的加入不仅增加了 EP的初始分解温度,而且明显地促进了高温下残炭的生成量。极限氧指数(LOI)分析表明,6Q对EP有很好的阻燃效率。其中,磷添加量仅为0.5%时,LOI值提高了 16.1%。同时LOI最大值达到31.5,表现出优良的阻燃性。残渣的扫描电镜(SEM)分析表明,纯EP的残炭中出现了较多的裂痕和孔洞,结构相对疏松。而6Q/EP的残炭更加致密和均匀,能够起到保护材料,避免进一步降解的作用。五、将自制的6N作为阻燃剂,对E-44型EP进行了阻燃改性,制备出6N/EP。对其进行了测试。TG结果表明,6N的加入提高了 EP的成炭,表现出良好的阻燃性。残渣的SEM分析表明,残渣表面致密且均一。六、本论文还将T1Q作为阻燃剂,对E-44型EP进行了阻燃改性,制备出T1Q/EP。对其进行了测试。TG结果表明,阻燃剂T1Q自身有良好的热稳定性和成炭性。LOI分析表明,T1Q对EP有很好的阻燃作用。但是阻燃效果稍微低于6Q,其原因可能是6Q中含有更多的醛基,可以形成更密集的交联结构,而联苯的高碳量对成碳性的作用效果弱于醛基的交联网络的影响。同时,残渣的宏观分析可以看出,T1Q的加入,使燃烧后的T1Q/EP-1.0留下了大量炭层,该炭层很好的保护了 EP基体,降低基体温度。