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聚酯材料，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料是目前世界上用量最大的合成树脂，广泛应用于纺织、汽车、电子电器等领域。然而，PET材料属于十分容易燃烧的聚合物，且在燃烧过程中常常伴随着较为严重的熔滴现象。因此，为了扩大PET的应用范围，研究和发展阻燃PET显得十分必要。过去几十年里，卤系阻燃剂一直占据着阻燃市场的主导地位，但是卤系类阻燃材料在燃烧时会释放大量的烟雾和有毒气体，污染环境和危害人类健康。随着人们越来越注重绿色环保，无卤阻燃剂的开发已成必然趋势。磷腈衍生物不但具有良好的磷、氮元素协同阻燃效应，而且还具有优异的热稳定性，以及其热分解时不产生毒性较大的物质，符合人们对阻燃剂低毒、低污染的要求。本文首先合成了含三种不同类型官能团的磷腈衍生物，并对其结构进行表征。然后分别研究了三种阻燃剂对PET阻燃性能的影响，探讨了其阻燃机理和力学性能。以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、对甲酚和咪唑等试剂为原料分别合成了六(4-甲基苯氧基)环三磷腈（HMCP）、六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈（HHMCP）、六(4-咪唑亚甲基苯氧基)环三磷腈（HIMCP）。通过熔点（m.p.）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、核磁(1H-NMR、31P-NMR)对反应产物的化学结构进行表征。同时采用热失重分析（TGA）研究HMCP、HHMCP、HIMCP的热稳定性，测试表明三种磷腈衍生物均具有良好的热稳定性，且在空气气氛下600℃时的残炭量分别为39.67%、63.15%和67.22%。通过熔融共混的方式分别将3%、6%、9%和12%的HMCP、HHMCP及HIMCP添加到PET中，制备得到不同比例的HMCP-PET、HHMCP-PET和HIMCP-PET阻燃材料。通过TGA研究了HMCP对纯PET的热稳定性和残炭量的影响，实验表明HMCP能降低PET的初始分解温度和最大降解速率，并将最大残炭量从纯PET的8.86%提高到9%HMCP-PET的20.66%。通过极限氧指数（LOI）和垂直燃烧（UL-94法）测试研究了HMCP-PET材料的阻燃性能，结果表明当HMCP添加量为12%时，材料有最大LOI值32.6%；且HMCP-PET材料均能达到UL-94V-0级，但是HMCP的引入却只能改善熔滴现象，不具有抗熔滴的效果。通过分析9%HMCP-PET热裂解气态产物，可以发现HMCP能够抑制PET的某些深度裂解反应，同时，对热裂解和残渣红外的分析表明HMCP中的部分磷氮元素仍以磷酸酯类物质的形式存在于PET残渣中。扫描电镜（SEM）图片表明，HMCP-PET燃烧后残渣的内部呈现多孔结构，而外部表面不均匀的分布着炭层颗粒，且随着HMCP比例的增加，炭渣外表面逐渐有破裂的气泡出现。机械拉伸测试表明，HMCP的添加使得PET的断裂强度下降且随添加量的增大而大幅下降；而断裂延伸率随HMCP添加量的增加先增大后显著下降。对于HHMCP-PET材料，TGA表明HHMCP能降低PET的初始分解温度和最大降解速率，并将最大残炭量从纯PET的8.86%提高到12%HMCP-PET的32.6%。LOI表明：当HHMCP添加量为6%时，材料有最大LOI值32.5%；UL-94测试结果除了9%HHMCP-PET只有V-1外，其他均能达到V-0级，且当HHMCP的添加量达到9%后，PET具有良好的抗熔滴效果。热裂解气态产物分析表明HHMCP不但能够抑制PET的某些深度裂解反应，还能促进苯甲酸类物质的脱羧从而提高不燃性气体CO2的浓度。通过热裂解和残渣红外分析可知HHMCP中的部分磷氮元素仍以磷酸酯类物质的形式存在于PET残渣中。SEM表明HHMCP-PET燃烧后残渣的内部为多孔的结构，炭层均匀分布在残渣外部表面。HHMCP的引入使得PET的断裂强度下降，而断裂延伸率随HHMCP添加量的增加先增大后下降。对于HIMCP-PET材料，TGA结果表明HIMCP也可使PET的初始分解温度和最大降解速率下降，以及提高材料燃烧后的残炭量，最大能增至26.44%。LOI结果表明：当HIMCP添加量为6%时，材料有最大LOI值为33.3%；HIMCP-PET的UL-94测试均能达到V-0级，但是只能减少PET燃烧时的熔滴，而不能阻止熔滴产生。热裂解气态产物分析表明HIMCP不但能够抑制PET的某些深度裂解反应，还能促进某些相关初级裂解产物交联重排生成更稳定的结构。由热裂解和残渣红外联合表明HIMCP中的磷氮元素仍以磷酸酯类物质的形式存在于PET残渣中。SEM图片表明HIMCP-PET燃烧后残渣的内部为多孔的结构，炭层均匀分布在残渣外部表面，且随着HIMCP比例的增加，炭渣外表面逐渐有破裂的气泡出现。HIMCP的引入使得PET的断裂强度和断裂延伸率都随HIMCP添加量的增加而下降。HHMCP-PET和HIMCP-PET体系通过与HMCP-PET体系的对比研究表明，含有能与PET反应基团的HHMCP不但能提高PET的阻燃性能，还能表现出抗熔滴性，其阻燃机理以凝聚相阻燃为主，气相阻燃为辅；非反应基团的HIMCP虽然提高了阻燃剂中的氮含量，但是只能降低PET的可燃性和改善熔滴现象，却并不能表现出抗熔滴性，其阻燃机理以气相阻燃为主。