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聚丙烯腈纤维有“人造羊毛”的美誉，其极限氧指数值仅为18，属易燃纤维，但聚丙烯腈纤维燃烧时无熔滴现象，避免了因此而造成的伤害，故聚丙烯腈纤维的阻燃研究十分必要而迫切，是世界各国共同关注的课题。腈氯纶虽具有良好的阻燃性，但其燃烧时发烟量大并会释放有毒的卤化氢气体等环境污染问题，使得其应用受到限制，这极大地促进了无卤阻燃聚丙烯腈纤维的开发研究。
本文以开发无卤阻燃聚丙烯腈及其纤维为目标，设计合成出了一系列未见文献报道的无卤磷系阻燃剂，并纺制了无卤阻燃聚丙烯腈纤维，具体研究内容如下：
1.重点设计合成了8种未见文献报道的含磷、硫、氮的添加型及共聚型阻燃剂；利用红外、核磁、质谱等手段对所合成的阻燃剂进行了结构表征，并用TG、DSC对其进行了热性能测试，结果表明所合成的物质即为目标产物，热性能优良。
2.利用X-射线衍射技术对N，N－二(二乙氧基硫代磷酰基)-1，4－苯二胺(YLJSHD)进行了晶体结构的解析，结果表明其晶体结构为正交晶系，Pbca空间群；应用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Satava-Sestak法研究了其在氮气中的主要热分解过程中的热分解动力学，结果表明其热分解机理为一维扩散或抛物线法，动力学函数为G(α)=α2。
3.应用自制的添加型阻燃剂进行了聚丙烯腈共混阻燃研究，结果表明，经过表面活性剂改性且复配后的阻燃剂阻燃效果较好，符合膨胀型阻燃机理。
4.采用自由基共聚法得到了四种类型的阻燃丙烯腈共聚物，探讨了共聚工艺对丙烯腈共聚物的影响，应用TG、DSC研究了共聚物的热性能，结果表明共聚物的热性能及阻燃性能大大改善；首次研究了O，O-二乙基O-烯丙基硫代磷酸酯－丙烯腈共聚物于氮气和空气中的热分解动力学，结果表明，该共聚物于氮气和空气中的热分解动力学函数分别为G(α)＝1－(1－α)1/4和G(α)=-ln(1-α)，热分解机理分别为相边界反应机理和随机成核及随后增长机理。
5.进行了共聚单体质量分数为20％的O，O－二乙基-O-烯丙基硫代磷酸酯－丙烯腈共聚物的纺丝试验，探讨了纺丝工艺对纤维性能的影响，结果表明，气隙长度10cm，凝固浴温度0℃，凝固浴浓度12～14％，纺丝速度40m/min，预热温度50℃，沸水拉伸1.5倍时，纤维的力学及阻燃性能优良。
6.应用水合肼对聚丙烯腈纤维进行直接化学改性，研究了反应条件对纤维性能的影响，结果表明，随处理时间的延长，纤维的热性能及阻燃性能大大提高。