非五氧化二磷路线制备聚磷酸铵的合成与表征

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近年来,人们的环保意识逐渐增强,含卤素型阻燃剂有逐渐被环保型无卤型阻燃剂替代的趋势,聚磷酸铵(APP)是一种非常有效的无卤添加型阻燃剂,它同时含氮、磷两种元素,阻燃过程中有协效作用产生,增强阻燃的效果,并且阻燃过程高效、无熔滴。目前,国内合成Ⅱ型APP是五氧化二磷/磷酸氢二铵技术路线,合成原料均使用五氧化二磷。五氧化二磷是一种化学性质十分活泼的物质,易发生化学反应并释放强热,产生危险,并且五氧化二磷生产过程属于高能耗的过程,不符合我国现阶段节能减排的战略,摒弃五氧化二磷合成Ⅱ型APP,对我国磷化工产业结构调整具有重要意义。本文以磷酸氢二铵(DAP)为主要的原料,分别以尿素(Urea)、三聚氰胺(MEL)、聚磷酸三聚氰胺盐(MPP)为单缩合剂或混合缩合剂(MEL和UREA)合成Ⅱ型APP。从缩合剂和原料配比、反应温度、固化时间、通氨浓度等几个因素对合成过程进行考察,明确了晶型控制的因素,确定了合成Ⅱ型APP的反应条件:DAP和MEL的摩尔比为12:1-16:1,反应温度为280~310℃,并通入一定浓度的湿氨气。对不同缩合剂所合成的产品进行含磷、含氮量、水溶性测定,用FTIR、XRD、31PNMR、SEM进行表征,并对不同工艺制备的产品的热稳定性和水溶性进行比较,在此基础上对聚合度测定的意义进行讨论。本文所提出的非五氧化二磷技术路线制备APP,采用二步法,有明显减轻腐蚀的作用,为将来工业化大装置生产提供了行之有效的思路,并为将来进一步工业化放大提供了可能和依据。
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