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分子内PET树脂阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-1-20 22:05:01 |
以反应性无卤阻燃剂CEPPA为第3单体，制备分子内PET树脂阻燃剂，并经熔融纺丝纺制阻燃PET纤维。利用元素分析和核磁共振分析了阻燃PET树脂中的磷含量，结果表明，大部分CEPPA聚合到PET分子链中。
对PET纤维的结晶性能、染色行为、力学性能及燃烧性能进行了研究，结果表明，阻燃PET纤维的结晶度随着磷含量的增加而降低，这使得纤维染色性能提高。应用分子内PET树脂阻燃剂的PET纤维采用分散染料在常压沸染条件下上染率可达90％ 。此外纤维具有优异的阻燃性能，极限氧指数(LOI)约为35％ ，并且抗熔滴性能得到了改善。
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维具有优良的物理和力学性能，广泛应用于服装、地毯、装饰、床上用品等领域，成为应用范围最广、消耗量最大的化纤品种。但是PET纤维的极限氧指数仅为21％ ，属于易燃纤维，大大限制了其应用。
阻燃PET纤维的制备方法主要包括共聚改性法和后整理法。后整理法是将PET纤维或织物在含有分子内PET树脂阻燃剂的整理液中浸渍，使阻燃剂附着在其表面，其缺点是使用过程中阻燃剂易脱落，导致阻燃性能明显降低。共聚改性法是指阻燃剂参与PET聚合反应形成分子内阻燃共聚酯，通过熔融纺丝得到阻燃纤维。由于阻燃剂进入PET大分子链中，在随后的加工和使用过程中不容易迁移出来，是一种永久性阻燃纤维。
本文采用含磷阻燃剂2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)为第3单体，通过共缩聚反应制备不同磷含量的分子内阻燃PET树脂，然后通过熔融纺丝得到阻燃PET纤维；阻燃PET树脂经固相缩聚后纺制阻燃PET工业丝，对纤维的结构性能进行了研究。
实验原料。对苯二甲酸(PTA)，仪征化纤股份有限公司提供；乙二醇(EG)，国药集团化学试剂有限公司提供，分析纯；2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)，四川富尔新纺织阻燃材料有限公司提供，纯度99．9％。
阻燃PET树脂的合成。在聚合釜中按一定比例加入对苯二甲酸、乙二醇、CEPPA以及催化剂等，在240～260℃ 进行酯化反应，待出水量达到理论值的80％ 以后，进入缩聚阶段，温度控制在270～280℃ ，真空度保持在10 Pa左右。当熔体黏度达到设定值时，缩聚反应完成，得到含磷阻燃PET树脂。
阻燃PET树脂的表征。采用Prodigy型电感耦合等离子体原子发射光谱仪，EXCEL型微波消解仪，测定样品中磷含量。阻燃PET样品溶于氘代三氟乙酸，采用BrukerAvance 400核磁共振仪表征阻燃PET的组成。
磷酸三苯酯阻燃剂tpp质量标准：
外观：白色片状结晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游离酚：≤0.1%；
凝固点：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
阻燃PET纤维结构性能表征。差示扫描量热(DSC)分析。采用美国Perkin—Elmer公司的DSC-2C型差示扫描量热仪，以20℃／min的升温速度对纤维样品进行测试。根据下式计算聚合物的结晶度。
X= (△日f／△日 )×100％
式中：△ 为纤维的熔融热，J／g；AH 为100％ 结晶试样的熔融热，本文采用纯PET完全结晶熔融热，为125．4 J／g 。
染色性能的测定。将纤维放入60℃ 的染液，保持40 min，再以1℃／rain的速度升温至沸腾，保持浴比为1：100，常压沸染1 h，采用722 N可见分光光度计测定纤维上染率。
采用Getag Macbeth Color—eye 7000A测色仪测定纤维样品染色后的染色深度K／S值。
阻燃性能测定。将阻燃纤维制成织物，参照GB／T5454-1977《纺织品燃烧性能试验氧指数法》测定织物的极限氧指数；按照GB／T 5455—1977《纺织品燃烧性能垂直法》测定织物的垂直燃烧性能。
阻燃PET树脂的表征。采用阻燃剂CEPPA为第3单体，与PTA及EG通过缩聚反应制备不同磷含量的阻燃PET树脂，控制阻燃PET树脂的特性黏度为0．65。采用元素分析法测定树脂中的磷含量。树脂中实际磷含量与理论计算值比较接近，表明绝大部分的阻燃剂单体通过共缩聚反应进入了高分子链。
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