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概要： 最近南京理工大學(xué)化工學(xué)院，通過環(huán)氧值滴定和紅外光譜，研究反應(yīng)型含磷阻燃劑（DOPO），與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)特性，最后確定其最佳反應(yīng)條件。實驗結(jié)果表明：120℃下添加20％催化劑三苯基膦，反應(yīng)120min可獲得最佳效果。紅外譜圖進(jìn)一步確認(rèn)DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂反應(yīng)，進(jìn)行的程度及DOPO含磷環(huán)氧樹脂的初步結(jié)構(gòu)。
同時與鏈狀含磷基團(tuán)環(huán)氧樹脂相比，環(huán)狀含磷基團(tuán)環(huán)氧樹脂有更好的阻燃性，目前DOPO作為新型含磷阻燃劑備受關(guān)注。該研究主要通過環(huán)氧值滴定，采用紅外光譜檢測，研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)特性；通過DTA分析法，研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)動力學(xué)。據(jù)介紹，實驗所用試劑包括——鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂（CJF-43）：環(huán)氧值0.48mol/100g，中昊晨光化工研究院；DOPO：山東銘杉精細(xì)化工有限公司，純度>98%；三苯基膦：化學(xué)純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司。研究人員首先進(jìn)行環(huán)氧值滴定，和紅外光譜研究DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)特性：在100mL四口燒瓶中，加入16g的鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂，通氮氣保護(hù)加熱至90℃攪拌，然后加入2g的DOPO和相應(yīng)量的催化劑三苯基膦，逐步升溫至120℃或160℃，保持5h。在此期間，分別在反應(yīng)進(jìn)行到30min，60min，90min，120min，150min，180min，240min，300min時取樣，采用鹽酸-丙酮法進(jìn)行環(huán)氧值的測定。Brukervector55型傅里葉紅外光譜儀對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。關(guān)于DTA研究：DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)動力學(xué)，日本ShimadzuDTA-50型差熱分析儀對DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂進(jìn)行DTA分析，氮氣氣氛，升溫速率為20℃/min，測定起始反應(yīng)溫度、峰頂溫度和反應(yīng)熱。
隨后研究人員對DOPO與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂，進(jìn)行了反應(yīng)原理的深入研究，表明環(huán)氧基因其三元環(huán)的張力很大，從而有高度的活潑性、易于開環(huán)，環(huán)中的碳原子受到親核試劑，進(jìn)攻形成穩(wěn)定的化合物。還對環(huán)氧值滴定與紅外光譜研究DOPO，與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂反應(yīng)特性進(jìn)行分析，包括催化劑對反應(yīng)的影響、溫度對反應(yīng)的影響、紅外光譜表征DOPO，與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的反應(yīng)動力學(xué)等內(nèi)容，不同反應(yīng)溫度下環(huán)氧值的變化趨勢相似：環(huán)氧值隨著反應(yīng)的進(jìn)行逐步下降直至趨于穩(wěn)定，催化劑越多反應(yīng)越迅速，達(dá)到理論值的時間越短同時對DOPO，與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行考察，據(jù)專家介紹，研究反應(yīng)動力學(xué)方程的方法，有等溫法和非等溫法2種，用DTA研究屬于非等溫法。通過對動力學(xué)方程的處理，可得頻率因子A0、表觀活化能E，以及反應(yīng)級數(shù)n，這幾個參數(shù)對了解化學(xué)機理具有重要意義。反應(yīng)是否能夠進(jìn)行是由反應(yīng)的表觀活化能來決定的，表觀活化能的大小直觀地反映了化學(xué)反應(yīng)的難易程度，參與反應(yīng)的分子只有獲得大于活化能的能量，化學(xué)反應(yīng)才能進(jìn)行。通過固化反應(yīng)級數(shù)的測定，可以粗略地估計化學(xué)反應(yīng)的機理。通過A0可確定反應(yīng)速率常數(shù)。
