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阻燃剂Cyagard RF-1的制备及结构表征

2014-03-21邱进俊

化学与生物工程 2014年4期

王 柔,邱进俊

(华中科技大学化学与化工学院,湖北武汉430074)

耐热磷盐Cyagard RF-1[化学名亚乙基双三(2-氰乙基)溴化磷(ETPB)]是在空气中很稳定的白色固体,能保持纤维原有强度和柔软性,可用于军用棉布、防雨布和工作服的阻燃处理[1],也可与多种物质如季铵盐等进行复配得到适用于不同物质阻燃的改性阻燃剂[2-4],近年来受到了人们广泛的关注。目前,Cyagard RF-1通常是由PH3与丙烯腈反应[5-6]制得三(2-腈乙基)膦,再与过量的1,2-二溴乙烷在有机溶剂中反应制得。为了避免使用有毒的PH3,作者以绿色环保的四羟甲基硫酸磷(THPS)为原料,先合成高纯度的三(2-腈乙基)膦,再参照Nabekawa等[7]的方法在水介质中合成Cyagard RF-1,结果令人满意。

1 实验

1.1 合成路线

合成路线如下:

1.2 试剂与仪器

1,2-二溴乙烷,分析纯,阿法埃莎(天津)化学有限公司;DMSO、丙酮、甲醇、氢氧化钾、丙烯腈,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;THPS(73%~75%),工业级,湖北兴发化工集团股份有限公司。

EQUINOX 55型傅立叶变换红外光谱仪、AV 400M型双通道全数字化傅立叶超导核磁共振光谱仪,德国Bruker公司;X-4A型熔点仪,北京福凯仪器有限公司;TG-DTA热学分析仪(氮气流速为70mL ·min-1,升温速度为10℃·min-1,扫描温度范围为35~1 100℃),德国Netzsch公司。

1.3 方法

1.3.1 三(2-腈乙基)膦的合成

在250mL三口烧瓶中依次加入75%的THPS(54.20g,0.10mol)和25mL甲醇,机械搅拌;将86%的KOH(10.06g,0.15mol)溶于20mL水并冷却,将该溶液用恒压滴液漏斗缓慢加至250mL三口烧瓶中,保持温度低于30℃;KOH溶液加完后,用恒压滴液漏斗缓慢加入丙烯腈(34.98g,0.66mol),控制温度在35~40℃;丙烯腈加完后,反应液在室温下搅拌过夜;反应结束后,将产物倒入冰水中,冷却,抽滤得白色粉末状固体,用冰水洗涤2~3次,真空干燥得白色固体27.54g,收率71.4%,熔点97~98℃。……

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