Новый антипирен для поливинилхлоридных пластизолей

Плотникова Г.В. , Кузнецов К.Л. , Куимов В.А. , Белогорлова Н.А. , Малышева С.Ф. , Рычков А.В. , Гусарова Н.К.

2016 / Номер 3 [ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ]

Цель данной работы - синтез новых фосфорсодержащих соединений, которые могут быть перспективными замедлителями горения для полимерных материалов. В композицию на основе 100 масс. ч. эмульсионного поливинилхлорида, 65 масс. ч. пластификатора (диоктилфталат) и 2 масс. ч. стабилизатора (стеарат бария и кадмия) вводили антипирен поли[(4-винилбензил)бис(2-фенилэтил)-4-хлорметил)фенилэтил]фосфоний хлорид в количестве от 0,05 до 0,5 масс. ч. Разработан удобный экологически приемлемый метод синтеза нового фосфорсодержащего полимера на основе реакции Трофимова-Гусаровой, то есть прямым фосфорилированием электрофилов (в данном случае стирола) элементным фосфором (или генерируемым из него фосфином) в присутствии сверхсильных оснований (таких как КОН/ДМСО). Изучено влияние этого полимерного фосфорорганического антипирена на снижение воспламеняемости ПВХ-пластизолей, и показана принципиальная возможность его использования для этих материалов. Установлено, что использование полимерной соли в количестве 0,05-0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. ПВХ приводит к снижению горючести, дымообразования, воспламеняемости пластифицированного ПВХ. Содержание фосфора в композициях в сотни раз меньше, чем в составах пластифицированного ПВХ, применяемого в промышленности (0,003% и 10,3% соответственно).

Ключевые слова:

ПВХ пластизоли,фосфорорганический антипирен,пластификатор,снижение горючести,огнезащитные свойства,PVC plastisol,organophosphorus flame retardant,plasticizer,reduced flammability,flame-retardant properties

Библиографический список:

1. Воробьев В.А., Андрианов Р.А., Ушков В.А. Горючесть полимерных строительных материалов. М.: Стройиздат, 1978. 79 с.
2. Верижников М.М., Готлиб М.Л., Мукменева Н.А. Стабилизация ПВХ-композиций пластифицированных формалями диоксановых спиртов. Казань: Изд-во Каз. гос. ун-та, 2003. 123 с.
3. Наполнители для полимерных композиционных материалов: справочное пособие / под ред. Г.С. Каца и Д.В. Милевски. М.: Химия, 1981. 735 с.
4. Зубкова Н.С., Тюганова М.А., Назарова Н.И. Влияние фосфорорганического замедлителя горения на термическое разложение полиэтилентерефталата // Химические волокна. 1994. N 1. С. 31-33.
5. Копылов В.В., Новиков С.Н., Оксентьевич Л.А. и др. Полимерные материалы с пониженной горючестью / под ред. А.Н. Праведникова. М.: Химия, 1986. 156 с.
6. Варнац Ю., Маас У., Диббар Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. М: Физ.- мат. лит., 2003. 351 с.
7. Einsele U. Ǜber die Flammfest ansrusting von Textilien // Text. Praxis. 1972. Bd 27, N 3. S. 172-175.
8. Basch A., Nachamowitz B., Hasenfratz S. The chemistry of THPC-urea polymers and relationship to flame retardance on wool and wool-polyester blends. II. Relative flame-retardant efficiency on wool, polyester, and wool-polyester blends // J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed.1979. Vol. 17. P. 39-47.
9. Кодолов В.И. Замедлители горения полимерных материалов. М.: Химия, 1980. 108 с.
10. Пат. № 2385327, Российская Федерация, МПК СO8F12/18, CO8L27/06. Поливинилхлорид пониженной горючести, включающий фосфорорганические полимеры, содержащие фосфорорганические фрагменты, и способ их получения / Г.В. Плотникова, К.Л. Кузнецов, С.Ф. Малышева, В.П. Удилов, Н.А. Белогорлова, Н.К. Гусарова, Б.А. Трофимов; заявитель и патентообладатель Учреждение Российской академии наук Иркутский институт им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения РАН; заявл. 04.08.2008, опубл. 27.03.2010, Бюл. № 9. 5 с.
11. Troev K., Crozeva А.Т., Borisov G. Introduction of phosphorus into the polyethyleneterephthalate molecule-II. A study of the influence of the modifier on the properties of polyethyleneterephthalate // Europen Polymer J. 1979. Vol. 15. P. 1143-1147.
12. Плотникова Г.В., Малышева С.Ф., Гусарова Н.К., Халлиулин А.К., Удилов В.П., Кузнецов К.Л. Триорганилфосфиноксиды - эффективные заменители горения поливинилхлоридных пластизолей // ЖПХ. 2008. N 2. С. 314-319.
13. Гусарова Н. К. Малышева С.Ф., Арбузова С.Н., Трофимов Б.А. Синтез органических фосфинов и фосфиноксидов из элементного фосфора и фосфина в присутствии сильных оснований // Изв. АН СССР. Серия хим. 1998. N 9. С. 1695-1702.
14. Гусарова Н.К., Малышева С.Ф., Рахматулина Т.Н., Дмитриев В.И., Шайхудинова С.И., Синеговская Л.М., Трофимов Б.А. Реакция красного фосфора с электрофилами в сверхосновных системах. II. Синтез триорганилфосфиноксидов из красного фосфора и органилгалогенидов // ЖОХ. 1990. Т. 60, N 4. С. 828-832.
15. Трофимов Б.А., Малышева С.Ф., Рахматулина Т.Н., Гусаров А.В., Гусарова Н.К. Реакции элементного фосфора с электрофилами в сверхосновных системах. IV. Взаимодействие красного фосфора со стиролом // ЖОХ. 1991. Т. 61, N 9. С. 1955-1958.
16. Vorob’ev V.A., Andrianov R.A., Ushkov V.A. Goryuchest’ polimernykh stroitelnykh materialov [Combustibility of polymer building materials]. Moscow, Stroiizdat Publ., 1978, 79 p.
17. Verizhnikov M.M., Gotlib M.L., Mukmeneva N.A. Stabilizatsiya PVH-kompozitsii plastifitsirovannyh formalyami dioksanovyh spirtov [Stabilization of PVC compositions plasticized formal dioxane alcohols]. Kazan, Kazan State University Publ., 2003, 123 p.
18. Napolniteli dlya polimernykh kompozitsion-nykh materialov: Spravochnoe posobie [Fillers for polymeric composite materials: A Reference Guide]. Under the editorship of G.S. Kats, D.V. Milevski. Moscow, Kjimiya Publ., 1981, 735 p.
19. Zubkova N.S., Tyuganova M.A., Nazarova N.I. Effect of the organophosphorus flame retardant polyethylene terephthalate for thermal expansion. Khimicheskie volokna [Fibre Chemistry]. 1994, no. 1, pp. 31-33. (in Russian)
20. Kopylov V.V., Novikov S.N., Oksent’evich L.A. Polimernye materialy s ponizhennoi goryu-chest’yu [Polymeric materials with low flammability]. Under the editorship of. A.N. Pravednikov. Moscow, Khimiya Publ., 1986, 156 p.
21. Varnats Y.U., Maas U., Dibbar R. Gorenie. Fizicheskie i khimicheskie aspekty, modelirovanie, eksperimenty, obrazovanie zagryaznyayushchikh veshchestv [Combustion. Physical and chemical aspects of modeling experiments, the formation of pollutants]. Moscow, Fiz. mat. lit. Publ., 2003, 351 p.
22. Einsele U. Ǜber die Flammfest ansrusting von Textilien. Text. Praxis. 1972, Vol. 27, no. 3, pp. 172-175. (in German)
23. Basch A., Nachamowitz B., Hasenfratz S. The chemistry of THPC-urea polymers and relationship to flame retardance on wool and wool-polyester blends. II. Relative flame-retardant efficiency on wool, polyester, and wool-polyester blends. J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. 1979, vol. 17, pp. 39-47.
24. Kodolov V.I. Zamedliteli goreniya polimer-nykh materialov [Flame retardants of polymeric materials]. Moscow, Khimiya Publ., 1980, 108 p.
25. Plotnikova G.V. [et al.]. Polivinilkhlorid ponizhennoi goryuchesti, vklyuchayushchii fosfororganicheskie polimery, soderzhashchie fosfororganicheskie fragmenty, i sposob ikh polucheniya [Polyvinylchloride reduced flammability comprising organophosphorus polymers containing phosphorous moieties and their method of preparation]. Patent RF, no. 2385327, 2008.
26. Troev K., Crozeva А.Т., Borisov G. Introduction of phosphorus into the polyethyleneterephthalate molecule II. A study of the influence of the modifier on the properties of polyethyleneterephthalate. Europen Polymer J. 1979, vol. 15, pp. 1143-1147.
27. Plotnikova G.V., Malysheva S.F., Gusarova N.K., Khalliulin A.K., Udilov V.P., Kuznetsov K.L. Triorganylphosphine oxides - effective substitutes burning PVC plastisol. Zhurnal Prikladnoi Khimii [Russian journal of applied chemistry]. 2008, vol. 81, no. 2, pp. 304-309. (in Russian)
28. Gusarova N.K. Malysheva S.F., Arbuzova S.N., Trofimov B.A. Synthesis of organic phosphines and phosphine oxides from elemental phosphorus and phosphine in the presence of strong bases. Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Seriya khimicheskaya [Russian chemical bulletin]. 1998, vol. 47, pp. 1645-1652. (in Russian)
29. Gusarova N.K., Malysheva S.F., Rakhmatulina T.N., Dmitriev V.I., Shaikhudinova S.I., Sinegovskaya L.M., Trofimov B.A. The reaction of red phosphorus with electrophiles in the superbasic systems. II. Synthesis of triorganylphosphin oxides from red phosphorus and organilgalides. Zhurnal Obshchei Khimii [Russian journal of general chemistry]. 1990, vol. 60, no. 4. pp. 725-729. (in Russian)
30. Trofimov B.A., Malysheva S.F., Rakhmatulina T.N., Gusarov A.V., Gusarova N.K. Reactions of elemental phosphorus to electrophiles in the overbased systems. IV. Interaction of red phosphorus with styrene. Zhurnal Obshchei Khimii [Russian journal of general chemistry]. 1991, vol. 61, no. 9. pp. 1808-1811. (in Russian)

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 23 раза
• статья (скачать | просмотреть) - скачано 40 раз