1、高分子材料在工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中應(yīng)用越來越廣泛，但大多數(shù)高分子材料在高溫下易分解、燃燒，需要進行阻燃處理，才能安全使用。因此，近年來高分子阻燃材料及其阻燃機理的研究受到人們的關(guān)注，尤其是無鹵、高效、綠色環(huán)保的阻燃材料和阻燃技術(shù)正成為全球研究的熱點。有機硅阻燃劑因為其具有高效的阻燃性能、無鹵、低煙、低毒、無污染、生態(tài)友好、對高分子基材的加工性能和力學性能影響甚小等特點，成為當前最具開發(fā)前景的綠色環(huán)保阻燃劑之一。 本文采用水解

2、縮合法制備了高阻燃性的有機聚硅氧烷阻燃劑，并對聚硅氧烷的熱降解特性、阻燃性能和阻燃機理進行了深入研究。本論文的主要工作包括以下幾個方面： 1、以甲氧基硅烷為原料，采用水解縮合法制備了聚硅氧烷阻燃劑，通過正交實驗對合成工藝進行了優(yōu)化。實驗表明：控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間是制備高效聚硅氧烷阻燃劑的關(guān)鍵。制備的聚硅氧烷對聚碳酸酯(PC)具有優(yōu)良的阻燃性能，且基本不影響PC的力學性能，在PC中添加5wt.％使得PC的極限氧指數(shù)(LOI)由2

3、6.0提高到34.0，克服了一般阻燃劑在賦予高分子材料阻燃性能的同時，損害了基材的力學性能的缺陷。 2、首次系統(tǒng)地研究了支鏈結(jié)構(gòu)和線形結(jié)構(gòu)聚甲基苯基硅氧烷的熱降解特性。應(yīng)用熱分析(TGA)、紅外光譜(IR)、元素分析、裂解-氣相色譜-質(zhì)譜(PY-GC-MS)對聚硅氧烷的熱降解行為進行了細致分析，探討了其熱降解機理。研究發(fā)現(xiàn)，無論在N<,2>下還是在空氣下降解，聚硅氧烷的降解殘渣量均很高，且隨有機側(cè)基苯基含量的降低而增高，同一種聚

4、硅氧烷在N<,2>下的降解殘渣量比在空氣下高。側(cè)基含苯基的聚硅氧烷降解的主要揮發(fā)性產(chǎn)物為苯、聯(lián)苯和環(huán)狀硅氧烷三聚體。在N<,2>下降解殘渣中C含量較高，該殘渣主要為硅碳氧化合物，在空氣下降解固體殘渣主要為白色二氧化硅和少量黑色的硅碳氧化合物。支鏈結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷熱穩(wěn)定性比線形結(jié)構(gòu)聚硅氧烷好。 3、應(yīng)用PY-GC-MS、TGA、IR深入研究了PC/聚硅氧烷體系的熱降解過程，分析了熱降解固體殘渣和揮發(fā)性產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。在降解過程中，聚硅氧

5、烷裂解形成的甲硅烷自由基或硅氧烷衍生物與PC或PC的降解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，促進了聚合物體系的交聯(lián)反應(yīng)，阻礙了聚合物的進一步降解，使復合體系的降解速率降低，在800℃時的降解殘渣量顯著提高。復合體系熱降解揮發(fā)性產(chǎn)物中有苯基甲硅烷醚衍生物和苯基醚硅氧烷衍生物生成，降解殘渣中有稠合芳環(huán)生成，這可能是高效阻燃炭層的前驅(qū)體。通過不同升溫速率下的熱失重數(shù)據(jù)，確定了PC和PC/聚硅氧烷阻燃體系在空氣下的熱降解活化能，研究表踢，PC/聚硅氧烷的降解活化能大

6、大高于PC。采用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜分析(EDX)深入研究了PC/聚硅氧烷的燃燒行為和燃燒炭層的形貌，在此實驗基礎(chǔ)上，揭示了PC/聚硅氧烷的阻燃機理。 4、為了獲得更為高效的有機硅阻燃劑，在聚硅氧烷的硅氧骨架上引入阻燃元素B，本文研究了聚硅硼氧烷的合成反應(yīng)，成功制備了具有高效阻燃性能的聚硅硼氧烷阻燃劑。應(yīng)用質(zhì)譜(MS)、核磁共振(NMR)、IR等測試手段分析了聚硅硼氧烷的分子結(jié)構(gòu)，并研究了結(jié)構(gòu)與阻燃性能的關(guān)系，研究表明，具有線

7、形結(jié)構(gòu)Si-O鏈的聚硅硼氧烷的阻燃性能明顯比支鏈結(jié)構(gòu)的好。探討了聚硅硼氧烷的阻燃機理，聚硅硼氧烷除了在燃燒過程中促使在PC表面形成絕緣炭層的凝聚相阻燃機制外，還有硼對聚合物的氧化裂解起抑制作用的氣相阻燃機制。 5、在少許表面活性劑條件下，應(yīng)用共沉淀法制備了納米Mg(OH)<,2>，研究了該納米Mg(OH)<,2>的阻燃性能。在聚丙烯(PP)/Mg(OH)<,2>,體系中添加聚硅氧烷阻燃劑，研究了聚硅氧烷和Mg(OH)<,2>對P