一种新的含硅阻燃剂─五配位有机硅化合物及含硅聚磷腈的合成.pdfVIP

一种新的含硅阻燃剂—五配位有机硅化合物及含硅聚磷腈的合成 一种新的含硅阻燃剂 一五配位有机硅化合物及含硅聚磷腈的合成 唐然肖12徐建中1。 1．河北大学化学与环境科学学院，河北保定071002； 2．河北农业大学理学院，河北，保定071001 摘要·本文采用一种新的原料一超细疏水性二氧化硅合成五配位有机硅，反应时间缩短，产率提高； 进一步同磷腈反应生成了含硅聚磷腈，通过红外、热分析等测试手段对合成产物进行了初步分析。 关键词g六氯环三磷腈五配位有机硅化合物合成热分析 1引言 硅是地球上最丰富的天然资源之一，充分利用地壳资源对发展含硅材料具有非常重要的意义。 硅除了以SP3杂化与氧形成硅氧四面体结构，还可以采用SP3d和SP3d2杂化形成五、六配位有机硅化 合物，制备这类配位有机硅化合物的主要途径是二氧化硅的高温碳热还原法，c其缺点是高能耗、高 腐蚀和高污染Ⅱ1。1991年，Laine等首次报道了采用低温化学法直接由硅石和连位多元醇在无机碱 存在下反应生成高活性的配位有机硅化合物心1，这条路线反应温度低(200℃左右)、产率高、污染 小，成为一类非常有前景的方法。国外Laine和Crous研究小组所制备的配位有机硅主要用来合成 导电材料和高性能陶瓷∽1；国内刘安华等人的研究主要是含硅聚合物，目前已经成功用于白炭黑的 表面改性以及含硅聚氨酯的合成口一1。 本文首先用超细疏水性二氧化硅为原料合成了五配位有机硅化合物，然后与六氯环三磷腈反应 得到含硅聚磷腈，并对产品的性能作了初步的探讨。 2实验部分 2．1实验原料 超细疏水性二氧化硅(工业级，天津市玉立化工厂)，乙二醇(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)， 氢氧化钾(分析纯，天津市鼎盛化工材料厂)，无水甲醇(分析纯，天津市北联精细化学品厂)，氯 苯(分析纯，天津市苏庄化学试剂厂)，吡啶(分析纯，天津新通精细化工厂)，五氯化磷(分析纯， 天津市光复精细化工研究所)，l，4一二氧六环(分析纯，天津市广成化学试剂厂)。 2．2合成 2．2．1六氯环三磷腈的合成，参考文献【9】和[10】 ‘通讯作者：电话0312—5079525．e-mail，xujz@mail．hbll．edu．ca 19 2006j匕京国际阻燃材料与技术会议论文汇编 2．2．2五配位硅化合物的合成，参考文献【2】、【11]和【12] 1]和[12】 2．2．3环状含硅聚磷腈的合成，参考文献[1 2．3分析与表征 2．3．1 FTIR分析 样品用KBr压片后做傅立叶变换红外分析Vector27(Bruker)。 2．3．2热分析 采用WCT一2型微机差热分析仪，在N2气氛下以20℃／min的升温速率测试样品的热失重情况。 2．3．3 X一衍射分析 ≤0≤60‘。 3结果与讨论 3．1五配位有机硅化合物及含硅聚磷腈的合成 3．1．1五配位有机硅化合物的合成 在装有磁力搅拌器和蒸馏装置的三颈瓶中加入6．09超细疏水性二氧化硅、5．69氢氧化钾和 120mL乙二醇，在N2气氛下搅拌约十分钟，然后升温至200℃，生成的水分随过量的乙二醇蒸出反应 体系，约30分钟后，有固体析出停止反应，将其密封过夜保存，所得固体物用lOOmL甲醇溶解过滤， 7再用400mL乙腈反沉淀，沉淀在130℃下真空干燥得到五配位硅钾化合物为白色固体，产率为90％。 3．1．2含硅聚磷腈的合成 在氮气保护下，搅拌加热回流1．Om01．L’1上述制备的五配位硅钾的甲醇溶液60mL，逐滴滴加溶 有3．459六氯环三磷腈(使用前多次提纯)的10．OmL二氧六环溶液，滴加完毕后剧烈搅拌回流至反 应体系的PH值为7后停止反应。过滤反应生成的白色沉淀，滤液在130℃下真空干燥得到含硅聚磷 腈为淡黄色粉末状固体。 3．2产物的结构分析 3．2．1白色沉淀的X一射线衍射分析 一种新的含硅阻燃剂—五配位有机硅化合物及含硅聚磷腈的合成