1. 研究目的与意义

高分子材料用途广泛，但几乎所有的高分子材料都易燃烧。一部分高分子材料燃烧时会产生大量的有害气体和烟雾，因此而带来的全球隐患已成为全球关注的问题。添加有效的阻燃剂，使高分子材料具有难燃性、自息性和消烟性，是目前阻燃技术中较普遍的方法。

阻燃剂按所含元素可分为卤素阻燃剂、无机阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂及硅系阻燃剂几大类。当前，卤素阻燃剂仍占主导地位，但其发烟量大，燃烧释放出卤化氢气体，进而吸水形成具有强腐蚀性的氢卤酸而造成二次公害。所以目前高分子材料阻燃已趋于无卤化，对无卤阻燃剂的研究成为世界各国的热点之一。

1，4-丁二醇二磷酸四烷基酯是新型无卤阻燃剂，其研究报道较少。1,4-丁二醇二磷酸四烷基酯的合成工艺对磷系阻燃剂的合成有指导意义。

2. 国内外研究现状分析

一、国内外磷系阻燃剂的现状[1]

国内对阻燃剂的研究大多集中在卤素、磷系等有机体系的阻燃剂。阻燃剂中有效元素有：磷、氮、镝、溴、氯、硫等。卤系阻燃剂的阻燃效率以及与有机合成材料的相容性在阻燃领域内是公认的。磷系阻燃剂具有良好的阻燃性能，国内外对此进行了大量的研究，应用广泛。

国际上发达国家对阻燃剂的材料有更高的要求，要求非卤化，微粒化，并向无机阻燃方向发展。要求阻燃剂具有以下特点：一是阻燃剂功能性强，真正能起到阻燃的作用；而是阻燃剂的细度和分散性好；三是化学性质稳定并且无毒。

近10年磷系阻燃剂已成为国内阻燃剂研究与开发的重点，但还远远满足不了合成材料工业发展的需求。磷系阻燃剂根据磷系阻燃剂的组成和结构以及作用机理，可分为无机磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂和有机磷系阻燃剂三大类[2]。

3. 研究的基本内容与计划

①研究1,4-丁二醇二磷酸四乙酯的实验室合成方法

探究路径一：

1、2POCl3 HOCH2CH2CH2CH2OHCl2POOCH2CH2CH2CH2OOPCl2 2HCl↑

2、Cl2POOCH2CH2CH2CH2OOPCl2 4C4H9OH

(C4H9O)2POOCH2CH2CH2CH2OOP(C4H9O)2 4HCl↑

探究路径二：

1、2POCl3 CH2CH2CH2CH2OH(C4H9O)2POCl 2HCl↑

2、2(C4H9O)2POCll HOCH2CH2CH2CH2OH

(C4H9O)2POOCH2CH2CH2CH2OOP(C4H9O)2 2HCl↑

探究路径三：一锅法合成(可省去除盐等过程）

1、PCl3 3HOCH2CH2CH2CH2OH(C4H9O)2P(H)O C4H9Cl 2HCl↑

2、(C4H9O)2P(H)O CCl4(C4H9O)2POCl HCCl3

3、2(C4H9O)2POCl HOCH2CH2CH2CH2OH

(C4H9O)2POOCH2CH2CH2CH2OOP(C4H9O)2 2HCl↑

②找出最佳的合成条件

在合适的温度、时间、物质摩尔比下，合成的物质效率最高，性能最好

③最佳的原料配比

（路径一）

探究三氯氧磷与1,4-丁二醇摩尔比：

2:1时，反应易凝胶；

2.3:1或2.5:1时，反应得到无色或稍黄色粘稠液体。

（路径三）

所以最佳原料配比n(三氯氧磷）：n(1,4-丁二醇）：n（三乙胺）=1：（3.05~3.10）：（0.10~0.12）

④溶剂的选择

计算反应中间体酸值时，称0.3g左右样品，量取15ml甲醇作为溶剂，滴两滴酚酞指示剂，震荡后，用KOH滴定。

⑤温度的选择

（路径一）

第一步：常温下反应；

第二步：50℃下反应3小时，70℃下保温1小时。

（路径三）

所以25℃为适宜的反应温度。

⑥催化剂的选择及用量

所以三乙胺为最适宜的催化剂。

⑦过量原料的回收与再利用

⑧制定出适合大批量生产的工艺流程

4. 研究创新点

(1)1,4-丁二醇二磷酸四烷基酯是新型磷系无卤阻燃剂，其研究报道较少，开发其合成工艺对二磷酸烷基酯阻燃剂的合成有指导意义。

(2)对1,4-丁二醇二磷酸四乙酯进行表面改性，以提高其热稳定性和化学稳定性。

(2)资源丰富，价格低廉，与高聚物的相容性好，因此可广泛运用。