多羟基取代芳香希夫碱的合成及其阻燃改性尼龙6的研究

发布时间：2020-05-13 10:33

【摘要】：希夫碱作为一类分子结构中含有C=N双键的新型有机化合物,在催化、抗菌和医药等领域已有所应用。其中,多羟基取代芳香希夫碱的C=N双键均与苯环连接,在高温下可发生自交联反应形成稳定的聚苯并VA嗪和六元环结构;同时,苯环上连接的多个羟基,在高温下脱水交联炭化,在两者的共同作用下可形成较高残炭率的稳固炭层,用作阻燃剂有着广阔前景。基于此,本文首先合成了两种多羟基取代芳香希夫碱同分异构体,并用于阻燃改性PA6,其次与聚磷酸铵(APP)复配协效阻燃PA6。这实现了多羟基取代芳香希夫碱在阻燃聚合物方面的应用,拓宽了希夫碱的应用领域。本文以2,4-二羟基苯甲醛、2,5-二羟基苯甲醛和4,4’-二氨基二苯醚为原料制备出两种同分异构的多羟基取代芳香希夫碱4,4’-双(2,4-二羟基苯亚胺基)二苯醚(D_1)和4,4’-双(2,5-二羟基苯亚胺基)二苯醚(D_2),红外(FTIR)与核磁(NMR)测试证明了D_1和D_2的成功合成。热失重分析(TG)表明D_1和D_2的初始分解温度(T_(5%))均高于PA6的加工温度(240℃),满足PA6的成型加工要求;并且,700℃下拥有较高的残炭率,分别为63%和54%。结合差示扫描量热(DSC)测试,结果表明D_2在267.4℃时熔融,D_1在其分解温度249.7℃之前不熔融,这有助于D_1在改善抗滴落性能作用的发挥。具有较高热稳定性和残炭率的D_1和D_2可通过熔融共混的方式用于PA6的阻燃改性,单独添加25 wt%D_1的PA6/25D_1在阻燃测试中达到UL-94 V-1@3.2 mm等级,且燃烧过程中无熔滴。然而,即使D_2的添加量提高到30 wt%,PA6/30D_2样品依旧存在有焰熔滴,仅能通过V-2级别。研究表明,D_2更差阻燃性的原因在于其交联成炭能力低于D_1,及其高温熔融所形成的低黏度熔体对于抗滴落的劣化作用。在对测试结果分析的基础上,系统地研究了D_1的成炭阻燃机理。为了提高阻燃效率,将D_1和D_2分别与APP复配,用于PA6的无卤阻燃。单独添加20 wt%APP,几乎没有提高PA6的阻燃性能,并且燃烧过程依旧存在明显的熔融滴落现象。12 wt%APP和8 wt%D_1复配可提升PA6的LOI值,形成明显膨胀炭层,UL-94等级提升到V-0@3.2 mm。然而,8 wt%D_2与12 wt%APP复配则不能提升PA6的阻燃性和抗熔滴性。对比20 wt%APP单独阻燃体系和APP+D_1复配体系的锥形量热数据,发现后者的热释放速率(HRR)和烟雾释放总量(TSR)均下降,残炭率提高。通过TG分析以及对残炭的拉曼光谱分析可知,D_1的加入,提高了炭层颗粒的尺寸和连续性,从而形成了致密的炭层,阻碍了由APP分解的气相物质的逸出,形成膨胀炭层,使APP更好地发挥气相阻燃作用。D_1和APP具有良好的协效作用,且产物综合力学性能良好。
【图文】：

希夫碱,配合物,二羟基苯,二苯醚

图 1-3 希夫碱 Cr 配合物igure 1-3 Schiff base chromium comp种多羟基取代芳香希夫碱（图 1基-1-苦基肼（DPPH）自由基的清苯环上互为对位关系的 2 和 5 位羟’-双（2,5-二羟基苯亚胺基）二苯醚位接有羟基的 4,4’-双（2,4-二羟基芳香希夫碱抗氧化性的强弱决定于活性大于互为间位关系的两羟基。N O NCHCHHOH4,4'-双（2,4-二羟基苯亚胺基）二苯醚

希夫碱,抗菌性

图 1-8 FTSC 希夫碱结构Figure 1-8 Structure of FTSC Schiff base次报道了以肌酐酸为原料，与缩氨基硫脲反应2-亚氨基-1-甲基咪唑烷-4-亚基）肼硫代甲酰胺（-苦基肼自由基的结合能力、清除过氧化氢和一，，采用平板稀释法来探究 IMHC 的抗菌性。抗菌性和抗真菌性。图 1-9 IMHC 的合成路线Figure 1-9 Synthesis route of IMHC
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ323.6

【参考文献】