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无卤阻燃一直是全球研究的前沿课题,小分子阻燃剂的阻燃效果越来越受到重视。众多的研究表明,小分子阻燃剂可能的迁出性和生物累积性,会造成环境污染,影响人们的健康。聚合型阻燃剂难以被生物体吸收,具有环境友好等特点,已引起学者的重视。本论文采用溶液缩聚方法,分别将4,4-二氨基二苯砜(DDS)、4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)与螺环磷酸酯二酰氯(SPDPC)在有机溶剂中通过溶液聚合反应制备了聚苯砜螺环二膦酰胺(PCS)、聚苯甲烷螺环二膦酰胺(PCM)两种新型聚合阻燃剂,对聚合型阻燃剂的结构和热稳定性进行了系统的研究。通过工艺优化,探索PCS、PCM的最佳合成条件。分别将PCS、PCM用于环氧树脂的阻燃,并对其阻燃机理进行了研究,力求得到高效、环保、适于工业生产的新型阻燃剂。本研究开展的主要工作是:1)以SPDPC和DDS为起始原料,无水乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂、三氯化铝为催化剂,在原料摩尔比为1:1.05时,合成了PCS。用FTIR、NMR、TG对制备的产物进行了表征。将PCS添加到E-44环氧树脂(EP)中,固化后用LOI、UL-94、CONE、TG、SEM、FTIR等测试手段,对所制备的PCS改性的EP进行阻燃性能测试,当PCS添加量为20%时,改性EP的LOI为31.2,UL-94达V-0级。用CONE和扫描电镜等对改性EP的燃烧效果进行研究,结果表明,PCS的添加使阻燃EP受热生成致密而连续的膨胀炭层,进而阻断氧气的传递及隔绝热量的扩散,同时产生的不燃气体对环境中的氧有稀释作用,主要在凝聚相发挥作用,具有优异的阻燃性能。2)以SPDPC和DDM为起始原料,无水乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂、三氯化铝为催化剂,在原料摩尔比为1:1时,合成了PCM。用FTIR、NMR、TG对制备的产物进行了表征。将PCM添加到E-44环氧树脂(EP)中,固化后用LOI、UL-94、CONE、TG、SEM、FTIR等测试手段,对所制备的PCM改性EP进行性能测试,当PCM添加量为20%时,改性EP的LOI为31.8,UL-94达V-0级,用CONE和扫描电镜等对阻燃EP的燃烧效果进行研究,结果表明,PCM具有膨胀阻燃对酸源、炭源、气源的所有条件。PCM在EP分解前率先降解生成大量不可燃气体,同时分解生成更为稳定的偏磷酸等含磷化合物,生成内层呈多孔状,外层致密连续的可膨胀炭层覆盖在EP基材的表面上,阻隔氧气及热量的传递,主要在凝聚相发挥阻燃作用,具有优异的阻燃性能。3)将合成的PCS、PCM阻燃剂分别与聚磷酸铵(APP)组成复配阻燃剂添加到EP中,研究其阻燃行性能。结果显示:APP的添加可以提高阻燃体系的含磷量,有效降低阻燃剂的用量,同时可使阻燃材料的热释放过程变得相对平缓,热量在较长的时间范围内逐渐释放,从而可以降低由于热量快速释放而造成火灾的可能性,因此,PCS、PCM阻燃剂与APP的复配使用对EP的阻燃性能具有很好的协效作用。分别将合成的PCS、PCM阻燃剂与小分子阻燃剂SPDPC对EP的阻燃效果进行对比研究,得出聚合型PCS、PCM阻燃剂对于EP的阻燃比小分子阻燃剂SPDPC具有明显的优势,同时解决了在固化时小分子的迁出问题。分别对PCS和PCM阻燃剂对EP的阻燃效果进行对比分析,得出PCM的效果优于PCS。