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Organische Sulfide und Disulfide von s-Triazin und s-Heptazin und deren Potential als Flammschutzmittel

 
: Höhne, Carl-Christoph

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Volltext urn:nbn:de:0011-n-5812854 (9.7 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: b693f91a1e16cdc7f10ee9da46aeeecd
Erstellt am: 14.3.2020


Freiberg, 2020, 217 S.
Freiberg, TU Bergakademie, Diss., 2020
Deutsch
Dissertation, Elektronische Publikation
Fraunhofer ICT ()
Flammschutz

Abstract
In dieser Arbeit ist die Synthese und Charakterisierung von organischen s-Triazinsulfiden, s-Triazindisulfiden, s-Heptazinsulfiden und s-Heptazindisulfiden sowie die Evaluierung der Flammschutzeigenschaften von organischen s-Triazinsulfiden, s-Triazindisulfiden und s-Heptazinsulfiden beschrieben. Die Synthese von organischen s-Triazinsulfiden wird an zwei Triaryl- (Triphenyl- und Tritolyl-) und drei Trialkyl- (Triethyl-, Tri(tert-butyl)- und Trioctyl-) thiocyanuraten evaluiert. Durch die Umsetzung des entsprechenden Natriumthiolats mit Cyanurchlorid lassen sich im Labormaßstab organische s-Triazinsulfide hoher Reinheit erhalten. Alle untersuchten Verbindungen schmelzen unterhalb von 150 °C und gehen ohne thermische Zersetzung in der kondensierten Phase in die Gasphase über. Die niedermolekularen Trialkylthiocyanurate zeigen eine beginnende thermische Freisetzung ab 140 °C. Bei den Triarylthiocyanuraten und Trioctylthiocyanuraten werden erste thermische Freisetzungen im Bereich von 200-260 °C beobachtet. Die Synthese von organischen s-Triazindisulfiden war in der Literatur bislang nur unzureichend beschrieben und wird in dieser Arbeit an zwei Triaryl- (Triphenyl- und Tritolyl-), drei heteroatomfunktionalisierten Triaryl- (Tri(para-methoxyphenyl)-, Tri(para-chlorphenyl)- und Tri(para-nitrophenyl)-) und vier Trialkyl- (Triethyl-, Tri(tert-butyl)-, Trioctyl- und Tridodecyl-) dithiocyanuraten untersucht. Synthetisieren lassen sich diese Verbindungen durch die Umsetzung von entsprechenden Alkyl- und Arylsulfenylchloriden mit Natriumthiocyanurat. Nebenreaktionen können durch einen Überschuss an Natriumthiocyanurat unterdrückt werden, wodurch aufwendige Reinigungsmethoden umgangen werden. Die Synthese von s-Triazindisulfiden mit Resten aus stickstoffhaltigen Heterocyclen oder aminogruppenhaltigen Resten ist bislang nicht möglich. Die untersuchten fünf Triaryldithiocyanurate schmelzen um 100 °C, mit der Ausnahme von Tri(para-chlorphenyl)dithiocyanurat (Schmelzpunkt: 134-140 °C). Die untersuchten vier Trialkyldithiocyanurate sind bei Raumtemperatur flüssig. Mit Ausnahme von Tri(tert-butyl)dithiocyanurat zeigen alle untersuchten organischen Dithiocyanurate mehrstufige thermische Zersetzungen mit Tonset der ersten Zersetzungsstufe zwischen 220-260 °C.

 

In this thesis, the synthesis and characterization of organic s-triazine sulfides, s-triazine disulfides, s-heptazine sulfides and s-heptazine disulfides as well as the evaluation of the flame retardant properties of organic s-triazine sulfides, s-triazine disulfides and s-heptazine sulfides is reported. The synthesis of organic s-triazine sulfides is evaluated with two triaryl thiocyanurates (triphenyl and tritolyl) and three trialkyl thiocyanurates (triethyl, tri(tert-butyl, and trioctyl). Organic s-triazine sulfides are obtained in lab scale with high purity by the reaction of a sodium thiolate with cyanuric chloride. All studied compounds melt below 150 °C and are released into the gas phase without thermal decomposition. The trialkyl thiocyanuates with low molecular weight are released at about 140 °C. The triaryl thiocyanurates and trioctyl thiocyanurate are released between 200-260 °C. Until now, little was known in the literature about the synthesis of s-triazine disulfides. In this thesis, two triaryl dithiocyanurates (triphenyl and tritolyl), three heteroatom containing triaryl dithiocyanurates (tri(para-methoxyphenyl), tri(para-chlorophenyl) and tri(paranitrophenyl)) and four trialkyl dithiocyanurates (triethyl, tri(tert-butyl), trioctyl and tridodecyl) are studied. All compounds are obtained by the reaction of an alkyl or an aryl sulfenylchloride with sodium thiocyanurate. Side reactions can be suppressed by using an excess of sodium thiocyanurate, whereby elaborate purification methods are avoided. The synthesis of s-triazine disulfides with nitrogen containing heterocycles as organic group or organic groups containing amino groups are not possible so far. The five studied triaryl dithiocyanurates melt at about 100 °C, with the exception of tri(para-chlorophenyl) dithiocyanurate (melting point: 134-140 °C). The four studied trialkyl dithiocyanurates are liquids at room temperature. All studied organic dithiocyanurates, with the exception of tri(tert-butyl) dithiocyanurate, show thermal decomposition with several thermal decomposition steps. The Tonset temperatures of the first thermal decomposition step are observed at about 220-260 °C.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-581285.html