难熔型聚酰胺的制备及用于聚合物无卤阻燃的成炭机理

以对苯二甲酰氯和低碳二胺类化合物优化制备一种熔融和分解温度高于330℃、在多数热塑性聚合物成型温度不产生熔融、燃烧温度下能迅速成炭的难熔型聚酰胺(DFPA)，将其与聚磷酸胺(APP)等酸源组成的膨胀型阻燃体系作为普适性阻燃剂用于热塑性聚合物的无卤阻燃。研究二胺化合物的种类，制备反应工艺条件对制备的难熔性聚酰胺的分子量及其分布,热化学行为的影响；研究制备的难熔性聚酰胺以及其在APP作用下的成炭效应,成炭机理，高温降解反应动力学和成炭形态结构以及APP/DFPA对热塑性聚合物的阻燃效果；开展难熔性聚酰胺粉体的表面改性,并研究以APP与DFPA组成的膨胀型阻燃体系对几类典型热塑性聚合物（PP,ABS,HIPS,PC）的阻燃机理及物理机械性能的影响，以探讨这一新型阻燃体系用于热塑性聚合物无卤阻燃的普适性.

以对苯二甲酰氯或对苯二甲酸与低碳二胺类化合物（乙二胺，丙二胺，丁二胺，己二胺）采用低温溶液法、界面缩聚法以及高温高压法合成了4种难熔型半芳香聚酰胺(DFPA)，探索出了合成DFPA的最佳反应条件。对合成的DFDA的结构和热性能进行了系统的表征；研究了制备的DFDA在APP 作用下的成炭效应，成炭机理，高温降解反应动力学，并研究了在APP/DFDA体系中加入阻燃协效剂对其热行为和成炭效应的影响；考察了APP/DFPA以及阻燃协效剂对热塑性聚合物的阻燃效果和阻燃机理；探讨了这一新型阻燃体系用于热塑性聚合物无卤阻燃的普适性。结果表明，合成的4种DFDA（PETA,PPTA,PA4T,PA6T）与APP共用对ABS，PP等都具有阻燃成碳能力；降解机理的研究显示DFDA与APP之间存在相互间的反应，并能生成含耐热三嗪环的交联结构。协效剂的加入可催化与APP主链的交联反应，并不同程度地改变了APP/DFDA的热降解过程，最终提高了APP/DFDA体系高温下的残炭。其中, PETA应用于聚合物的阻燃成炭效应最佳，这与PETA的热降解温度范围与PP、ABS等热塑性聚合物相匹配，具有突出的成炭能力有关。.项目工作顺利完成研究计划，在国内和国外刊物上发表研究论文28篇，其中发表的SCI论文21篇，EI论文25篇，国际会议论文3篇；申请国家发明专利2项；培养博士研究生1人，硕士研究生7人。