硫代PEPA对壳聚糖的改性研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技的发展，阻燃剂的绿色化已经成为阻燃技术发展的必然趋势。如果单纯采取人工材料当作阻燃剂，可能面临着环境污染的威胁。采用自然界存在的生物基材料作阻燃剂符合绿色发展战略要求，也是人类生存发展的必然选择。壳聚糖是一种天然易得、价格低廉的多糖聚合物，具有生物可降解、生物相容和环境友好无毒等优良特点。其次，其分子骨架富碳，且含有一定数量的侧链基团羟基和氨基，在受热分解过程中，可在聚合物中碳化阻碍燃烧的进行，同时会释放出CO₂、NH₃和N₂等无毒、无腐蚀性的不可燃气体，从而起到阻燃作用。最后，壳聚糖分子上的氨基易于与羧基反应，可对其进行分子设计，引入多种阻燃元素，改变其物化性质，提高阻燃效率，拓展其适用范围。因此以壳聚糖为原料制备的壳聚糖基阻燃剂将受到广泛重视。

本课题研究的目的以意义：为了制备出一种性能优异、阻燃性强的壳聚糖基阻燃剂，代替现有的人工合成阻燃剂，减少现有阻燃剂对于环境的污染和损害。本课题采用硫代PEPA为原料，并对壳聚糖进行改性。最后将所合成产物掺杂到不饱和树脂中，通过氧指数、热重分析、扫描电子显微镜SEM等对制得的样品进行表征分析，评价其阻燃性能。在此基础上，我们还可以对其其他性质进行研究，例如抗菌性等，把这种壳聚糖基阻燃剂推广到其他产业，实现多方面应用，进而带来经济、环保多边效益。而这样的改性研究，也可以给其他类似的实验带来经验，例如通过引入其他基团来实现改性，将物质的优良性能最大化，从而将物质的可利用之处最大化，推动人类经济社会发展。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:设计实验制取1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(spepa)以及顺丁烯二酸单（1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-4亚甲基）酯(spepa-c)，研究硫代pepa对壳聚糖的改性研究，化学方程式如下

3. 研究的方法与步骤

1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷制取

在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100 ml三口烧瓶中，加入13.62g(0.1 mol)季戊四醇和16.94g(0.1mol)三氯硫磷，油浴升温至145-160 ℃保温反应8 h，直至无hcl气体产生。然后提高反应温度到170℃左右，再加热1h，反应完毕，冷却成块状固体，用沸水进行萃取，把沉于瓶底的黏状物除去，冷却过滤得到白色固体，母液加热蒸发得到白色固体，两次所得固体烘干，用二甲苯重结晶，得到1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷。

4. 参考文献

[1]刘晓慧.柠檬酸化壳聚糖的合成及其性质研究[d].哈尔滨理工大学,2010

[2]d.jiang,l.zhang,y.wang,q.xu,b.ren,z.wu,b.li,c.sun.crystal structure of spirocyclic pentaerythritol phenol ester of phosphoric acid[j]. j. phys.: conf. ser.,2019,1168,022073

[3]邵丽,谢文磊.改性壳聚糖的研究进展[j].精细石油化工进展,2007,8(8),33-37

5. 计划与进度安排

一、2022.11.23-2022.3.25

阅读文献，完成文献综述和开题报告，外文论文翻译；

二、2022.3.26-2022.5.15