粘度法间接测定聚磷酸铵聚合度研究

实验二十一 聚磷酸铵的制备及阻燃性能的测试一、 实验目的1. 了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法。

2. 掌握阻燃性能测试的一般方法。

二、 实验原理聚磷酸铵（APP ）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃。

并可用于配制耐火材料。

APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。

同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。

其结构为(NH 4)n+2P n O 3n+1,有水溶性（n 为10~20）及水难溶性（n>20）两种，作为阻燃剂的n 一般大于25。

其合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法，本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。

在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应：()()27224424222CO O P NH PO H NH NH CO +→+ ()()()23132422722442CO NH O P NH nNH CO O P NH n n n ++→+++ 当n 值很大时，产物可写成(NH 4PO 3)N 。

三、实验药品与仪器试剂：液体石蜡（碳数在16以上），尿素，磷酸二氢胺，苯，去离子水，聚乙烯醇缩甲醛胶，三聚氰胺，六偏磷酸钠（10%），羧甲基纤维素钠（2%），季戊四醇，甲基硅油消泡剂等。

仪器：烧杯（500ml,200ml ），抽滤装置，温度计，电炉，搅拌器等。

HCP00-2型氧指数测试仪，SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵。

四、实验步骤1 合成在500ml干燥的烧杯中，加入150ml液体石蜡，加热到200℃，在该温度下，不断搅拌，将30g尿素与28g磷酸二氢胺混合，分批加入到温度为200℃的液体石蜡中，注意温度不能过高，30分钟内加完。

与190~200℃的条件下继续反应25~30分钟，观察反应产物（由粘稠泡沫液体变为白色）。

然后冷却到室温，尽可能倾出液体石蜡，将生成物研细后，每次用30~40ml苯浸洗2-3次，产物中夹留的石蜡，抽滤，回收笨。

聚磷酸铵生产工艺与聚合度及聚合率的测定苗志伟;赵芸;王学;蔡国伟;丁晓丽【摘要】作为一种含磷氮的无机聚合物,聚磷酸铵正在逐渐进入复合肥和液体肥料的生产领域.介绍了聚磷酸铵的生产工艺和利用端基滴定法测定聚磷酸铵聚合度以及离子交换分离法测定聚磷酸铵聚合率的方法.%As an inorganic polymer containing phosphor and nitrogen ,ammonium polyphosphate is gradually entering production fields of com-pound fertilizer and liquid fertilizer .This paper introduces the production process of ammonium polyphosphate ,the way to measure polymeriza-tion degree of ammonium polyphosphate with end-group titration and polymerization rate of ammonium polyphosphate with ion exchange separa-tion process .【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2018(056)003【总页数】5页(P16-20)【关键词】聚磷酸铵;生产工艺;聚合度;聚合率【作者】苗志伟;赵芸;王学;蔡国伟;丁晓丽【作者单位】喀什大学化学与环境科学学院,新疆喀什 844006;南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室,天津 300071;南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室,天津 300071;南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室,天津300071;南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室,天津 300071;喀什大学化学与环境科学学院,新疆喀什 844006【正文语种】中文【中图分类】TQ126.3聚磷酸铵(Ammonium Polyphosphate，简称APP)是一种含氮的聚磷酸盐，是由—P—O—P—链连接而成的长链状化合物，又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵，其通式为(NH4)n+2Pn O3n+1，当n足够大时，也可以写为(NH4PO3)n(见图1)。

聚磷酸铵的应用及研究进展目录0. 前言 (3)1. APP的改性 (3)1.1 偶联剂改性 (4)1.2 三氯氰胺改性 (4)1.3 表面活性剂改性 (5)1.4 微胶囊化处理APP (5)2. APP应用 (6)2.1 APP改性PE及研究进展 (6)2.2 APP改性PS及研究进展 (7)2.3 APP改性PU及研究进展 (7)2.4 APP改性POM及研究进展 (7)3. 研究方向 (8)摘要：本文首先介绍了对与APP的偶联剂改性、微胶囊化、表面活性剂改性以及三聚氰胺改性四种改性方法；利用APP改性PE、PU、PS、POM的方法以及被改性后材料阻燃性能、力学性能等方便的提高以及生活中的应用、研究进展，最后还介绍了APP的发展前景以及研究方向。

关键词：APP；改性方法；PE；PS；POM；PU；0. 前言聚磷酸铵（简称APP）是膨胀型阻燃剂（IFR）的重要组成部分，具有酸源及气源双重功能，具有含磷量高、含氮量多、热稳定性好、近于中性、阻燃效果好等优点，已成为阻燃技术研究领域中的一个热点[1]。

APP通式(NH4)n+2PnO3n+1，外观呈白色粉末状，分水溶性和水难溶性，其中聚合度n在10~20之间为水溶性，称为短链APP；n>20为水难溶性的长链APP。

APP的阻燃机理是受热脱水后生成聚磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水生成炭化物，加之生成的非挥发性磷的氧化物及聚磷酸对基材表面进行覆盖，隔绝空气而达到阻燃的目的，同时由于APP含有氮元素，受热分解释放出CO2、N2、NH3等气体，这些气体不易燃烧，阻断了氧的供应，达到了阻燃增效和协同效应的目的。

但是，目前受生产制备条件的限制，一般得到APP的聚合度只有几十。

因此，APP具有一定的水溶性，而且与高分子材料的相容性较差，无法满足相应的力学性能要求。

因此，对于以APP为主的膨胀型阻燃剂的研究主要集中在以下3个方面：(1)研究新的合成方法和工艺，提高APP的聚合度；(2)对现有APP产品进行表面改性(或微胶囊化)；(3)开发膨胀型阻燃剂的高效协效剂。