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DOPO
Con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente, el desarrollo y la aplicación de nuevos retardantes de llama libres de halógenos han atraído mucha atención recientemente. El 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido (DOPO) y sus derivados se consideran uno de los retardadores de llama libres de halógenos más prometedores y ampliamente utilizados entre varios compuestos que contienen fósforo debido a su reactividad superior, estabilidad térmica y resistencia a la oxidación. En consecuencia, los compuestos que contienen DOPO se han incorporado con matrices poliméricas versátiles y exhibieron desempeños avanzados de retardo de llama en fase gaseosa y fase condensada. DOPO es un tipo de aditivo retardante de llama reactivo, libre de halógenos, con excelente estabilidad al calor y resistencia a la oxidación. Como fósforo orgánico, su rendimiento está químicamente ligado a la matriz de resina y es mejor que otros ésteres de fosfato en el retardo de llama debido al enlace P-C. DOPO tiene una menor densidad de humo además de no tener gases corrosivos para moldeadores o extrusores, también es adecuado para aplicaciones de alto Tg para resina y termoplásticos.
9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido (DOPO)
Los materiales poliméricos se usan ampliamente en edificios, textiles, materiales electrónicos, muebles, transporte y muchos más campos de aplicación debido a sus propiedades livianas y rentables, así como a su excelente rendimiento integral. Sin embargo, el índice de oxígeno límite (LOI) de la mayoría de los materiales poliméricos es inferior al 25 %, lo que los hace inflamables o combustibles, lo que provoca fácilmente incendios, peligros ambientales, lesiones personales y pérdidas materiales. Por lo tanto, la adición de retardantes de llama (FR) en el tratamiento de materiales poliméricos es muy valorada por las personas en todo el mundo. Para cumplir con los requisitos reglamentarios ambientales, el desarrollo de retardantes de llama que contienen fósforo se vuelve cada vez más popular, superando gradualmente a los FR que contienen halógeno. En la actualidad, debido a la superior reactividad, estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, el DOPO y sus derivados han sido los focos de investigación entre los diversos compuestos que contienen fósforo. El tricloruro de fósforo, fue sintetizado por primera vez en 1972. Debido a la alta reactividad del enlace O = PH, DOPO podría reaccionar con productos químicos que contienen alquenos, bases de Schiff, cetonas, carbonilos, etc., proporcionando enfoques simples para preparar múltiples derivados de DOPO. Además, también permite que los compuestos que contienen DOPO modifiquen químicamente la matriz polimérica en una variedad de tipos mediante unión covalente, con el fin de mejorar la resistencia a la llama de los materiales poliméricos (EP, celulosa, PET, PBT, PA, etc.)
Mecanismo retardante de llama de los compuestos que contienen DOPO
En condiciones de alta temperatura, los compuestos que contienen DOPO se descomponen y liberan radicales PO •, que pueden tener un efecto extintor en los radicales H • y OH • altamente activos generados por la pirólisis de materiales poliméricos, lo que inhibe la reacción en cadena y disminuye la liberación de calor en los retardantes de llama en fase gaseosa. Simultáneamente, con la presencia de productos de descomposición de compuestos que contienen DOPO en el proceso de combustión, como el ácido fosfórico que podría deshidratar y carbonizar los materiales poliméricos para formar la capa de carbón como una barrera en la superficie, el oxígeno y el calor están aislados de transferirse al interior. para obtener el efecto ignífugo en fase condensada. Generalmente, cuando el DOPO modificado contiene nitrógeno, silicio u otros elementos más retardantes, se supone que produce las acciones sinérgicas para desarrollar aún más las propiedades térmicas de los materiales poliméricos.
Descripción DOPO
Nombre del producto: DOPO
Forma del producto: Sólido
Nombre químico: 9,10-Dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido
Sinónimo: 6H-Dibenz (c, E) (1,2) oxafosforina 6-óxido
Nº CAS: 35948-25-5
Número EINECS: 252-813-7
Fórmula molecular: C12H9O2P
Peso molecular: 216,17
Aplicaciones DOPO
DOPO es un retardante de llama orgánico de fósforo que se puede utilizar principalmente para ABS, Poliuretano flexible, Resina epoxi, Resina de poliéster insaturado, Resina fenólica, Revestimiento - Pintura, Textil - Revestimiento posterior. Es un producto reactivo y aditivo libre de halógenos utilizado en resinas epoxi para encapsulación de PCB y semiconductores, agente antiamarilleo de proceso compuesto para ABS, PS, PP, resina epoxi y otros Plásticos para electrónica, placa de circuito, poliéster lineal, poliamida, poliuretano. La dosis recomendada, en base a la resina, es del 2% al 15%. Resina epoxi (EP) La resina epoxi (EP) con excelentes propiedades integrales, como uno de los polímeros termoendurecibles más importantes, se ha utilizado comúnmente en la industria electrónica, de revestimientos, de adhesivos, aeroespacial, etc. Teniendo en cuenta la inflamabilidad intrínseca, es esencial desarrollar el rendimiento ignífugo de EP. Compuestos que contienen DOPO diversificados, DOPO - TMDS, DOPO-DMDP, DOPO-PHE , DOPO-PHM, DOPO-T, DOPO-THPO, etc., se han utilizado como retardantes de llama para modificar la resina epoxi para aplicaciones extensas en primer plano. Se reveló que la mezcla de DOPO y organoarcilla sobre EP puede contribuir a reducir la pérdida de DOPO por productos descompuestos, provocando la acción ignífuga sinérgica de los efectos de barrera de gas y el mecanismo de fase condensada . Un aditivo ignífugo que contiene fósforo y silicio, 1,3,5,7-tetrametil-1,3,5,7-tetra 2-(6-oxido-6-H-diben-zo (c,e) (1,2) oxafosforin-6-il) etilciclotetrasiloxano (DOPO-SiD), se creía que evitaba eficazmente que el EP cicloalifático goteara durante la combustión y aumentaba aún más la estabilidad térmica. Wen et al. presentó un nuevo pensamiento para el diseño molecular de los FR que contienen fósforo y ferroceno. Se sintetizó DOPO y oligómero basado en ferroceno (PFDCHQ) y se aplicó en EP para mejorar la estabilidad térmica, termooxidativa y el rendimiento de carbón. CLEP–DOPO–POSS equipado con estructura de jaula – escalera y grupos epoxi podría facilitar la dispersión uniforme en los compuestos EP, mejorando la resistencia a la llama y la estabilidad térmica de la matriz epoxi por la presencia de grupos DOPO y POSS sinérgicamente. No mucho después, se proporcionó una idea de híbrido intramolecular ternario de metal-silicio-fósforo para EP modificado. Los compuestos EP/Ti-POSS-bis DOPO demostraron una destacada resistencia al fuego y un rendimiento completo. Como muestra la vista final de la morfología de los residuos, la presencia de Ti-POSS-bis-DOPO (EP-2) obtuvo más carbonizaciones que formaron una capa intumescente y compacta que la muestra no tratada (EP-0) para restringir la transferencia de calor y gases inflamables después de la prueba de calorimetría de cono. Al utilizar un derivado de tetrazol basado en DOPO (ATZ), la temperatura de degradación inicial y la temperatura de transición vítrea (Tg) del EP se redujeron, mientras que el rendimiento de carbón a alta temperatura aumentó. Además, el agente de curado que contiene fósforo (FPD) obtenido a través de la reacción de adición entre el enlace C=N de la base de Schiff y el enlace PH de DOPO, se usó en epoxi termoestable para el excelente rendimiento de tenacidad y retardo de llama. De manera similar, con la estructura de imina de DCAD (DOPO de los FR derivados), se unió con la red reticulada de EP sin disminuir la densidad de reticulación de los termoestables. Como consecuencia, las propiedades pirorretardantes y físico-mecánicas del EP fueron altamente evaluadas. Se propusieron FR reactivos basados en DOPO (PBI) construidos por múltiples grupos heteroaromáticos, que aceleraron la reacción de reticulación de EP y fueron unido químicamente con matriz EP. A pesar de que las propiedades FR del sistema EP mejoraron notablemente con la incorporación de PBI, la existencia de DMF en la ruta de síntesis puede plantear problemas de seguridad química y prohibir su uso en la fabricación en Europa. Se sintetizó con éxito un nuevo compuesto de par iónico de nitrógeno, fósforo y boro DTPA [AZB] a partir de DOPO, ácido bórico, etc. Se introdujo en un termoestable EP y jugó un papel positivo en la compatibilidad y el retardo de llama, así como en las propiedades mecánicas. Desde una perspectiva ecológica, dos compuestos derivados de la lignina se combinaron con DOPO para obtener el retardante de llama de base biológica (DGEBDB), que fue de gran beneficio para el rendimiento de retardo de llama para EP. Existe la desventaja de que la epiclorhidrina empleada todavía es a base de petróleo y es tóxica después de todo.
Palabras clave: 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido, retardante de llama, materiales poliméricos, aplicación.