典型氯代有机磷阻燃剂——磷酸三(2-氯丙基)酯

发布日期:2024/11/22 9:19:13

概述

磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)是一种典型的氯代有机磷阻燃剂，易释放到各种环境介质中，具有毒性强和持久性的特点，因此其具有潜在环境风险。磷酸三(2-氯丙基)酯可通过蛋白质介导的生物芬顿氧化转化为相应的双酯，单酯和酮化产物，参与转化过程的相关酶分别为GMC家族氧化还原酶，胆碱脱氢酶，NADH-醌氧化还原酶，葡萄糖脱氢酶和裂解性多糖单加氧酶[1-2]。

磷酸三(2-氯丙基)酯.jpg

以磷酸三(2-氯丙基)酯为研究对象，应用GH3细胞增殖实验检测其对甲状腺激素的干扰效应；应用重组甲状腺激素受体基因酵母实验和GH3(TRβ-)细胞增殖实验结合实时定量PCR技术初步探究磷酸三(2-氯丙基)酯甲状腺激素干扰作用机理。结果表明，磷酸三(2-氯丙基)酯在1×10^-4mol/L和2×10^-4mol/L浓度下对甲状腺激素T3诱导的GH3细胞增殖产生抑制效应；重组甲状腺激素受体基因酵母实验和GH3(TRβ-)细胞增殖实验测试结果表明磷酸三(2-氯丙基)酯可能通过甲状腺激素受体介导的基因组途径和非基因组途径诱导甲状腺激素干扰效应；实时定量PCR测试结果表明磷酸三(2-氯丙基)酯下调相关基因如：c-fos，TRβ，integrin-av和k-ras的m RNA表达，初步认为磷酸三(2-氯丙基)酯可能通过影响TRβ基因表达和激活αvβ3-ERK-1/2信号通路产生甲状腺激素干扰效应[3]。

制备方法

因为现有方法制备得到的磷酸三(2-氯丙基)酯颜色深、色号高、酸值不稳定、纯度不高，作为次要组分的同分异构体含量高，还会产生含量较高的醛类物质，导致产品有较重的刺激性气味。因此对现有的磷酸三(2-氯丙基)酯制备方法进行改进具有重要意义。在三氯氧磷中加入催化剂和助剂，然后缓慢滴加环氧丙烷，反应结束后得到磷酸三(2‑氯丙基)酯粗品，通过脱低沸点物质、碱洗、水洗、蒸馏脱水和过滤即可得到产品磷酸三(2‑氯丙基)酯。反应终点通过控制温度下降速度或冷却媒介流量，实现反应终点自动控制。改进后的方法反应速度快，反应时间短，实现了反应终点自动控制，得到的磷酸三(2-氯丙基)酯产品纯度更高，明显提升了产品中主要组分的比例，有助于阻燃性能的提高。反应初期反应温度范围在20-60℃，反应中期反应温度范围在40-80℃，反应后期反应温度范围在40-100℃。在反应过程中，从反应初期到后期的三个阶段，后一阶段的反应温度不低于前一阶段的反应温度，实现阶梯式升温。反应终点通过控制温度下降速度或冷却媒介流量，实现反应终点自动控制[4]。

降解研究

磷系阻燃剂降解技术领域报道了一种采用机械化学法降解磷酸三(2-氯丙基)酯的方法。具体地，将磷酸三(2-氯丙基)酯或含有磷酸三(2-氯丙基)酯的物质与研磨剂一起加入球磨机中，球磨15min以上，球磨机旋转方向每15min或45min自动改变一次，如此反复，实现磷酸三(2-氯丙基)酯的降解。其中，球磨转速为300-500rpm，物料比为10:130:1，球料比为10:130:1，研磨剂为Fe与PS的混合物、Fe或PS中的任一种。结果表明，过硫酸盐可用于有机污染物的MC降解，降解效率高达96.5%[5]。

应用

阻燃技术领域公开了一种磷酸三(2-氯丙基)酯与蒙脱土纳米复合阻燃剂。制备方法是：将磷酸三(2-氯丙基)酯(缩写为TCPP)以总质量百分含量的15%～90%和钠基蒙脱土(缩写为NaMMT)以总质量百分含量的10%～85%，在10℃～150℃温度下，通过高速机械混合，制备出的TCPPNaMMT纳米复合阻燃剂中，TCPP插层进入钠基蒙脱土NaMMT片层，增大NaMMT层间距到3.0nm及以上。该TCPPNaMMT纳米复合阻燃剂制备工艺简便易行，反应时间短，能耗低，易于工业化实施。TCPPNaMMT纳米复合阻燃剂通过熔融加工方法加入聚合物材料中，易于实现钠基蒙脱土NaMMT在聚合物中的纳米剥离分散，得到纳米复合聚合物材料，使聚合物材料具有更好的阻燃性能和力学性能[6]。