高效、耐候PVC热稳定剂应用研究

摘要

PVC树脂加工温度与热分解温度比较接近，受热熔融加工时，容易脱去氯化氢自催化降解反应，在成型加工时必须加入稳定剂。随着人们环保意识的逐步提高，开发PVC高效、无毒热稳定剂已成为必然。目前常用的热稳定剂有铅盐、钙锌稳定剂、有机锡、稀土稳定剂及有机辅助稳定剂等。
　　本文采用一步合成法分别合成了硬脂酸根和十二烷基磺酸根插层改性的水滑石，由于水滑石的层状结构，有机酸根可以定向吸附于水滑石表面上，这样水滑石具有电荷性，阻止水滑石粒子的团聚，将其用于PVC中起到阻止PVC热分解的作用。
　　另外采用季戊四醇和己二酸为原料通过酯化反应合成了部分酯化的多元醇，将其与钙锌皂进行复配，制备了高效的己二酸季戊四醇酯／钙锌复合热稳定剂，改善了钙锌热稳定剂所特有的初期着色现象，并抑制了锌皂所特有的锌烧现象。
　　最后，初步研究了水滑石等改善PVC耐候性能：通过将β-二酮和硬脂酸改性的水滑石复配，将其添加到PVC中，经氙灯老化试验发现，可明显改善PVC的耐候性能。
　　本文通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对合成的不同水滑石及己二酸季戊四醇酯进行了表征，用X-射线衍射(XRD)对水滑石的结构进行了表征;刚果红试验、静态热老化试验、电导率法、转矩流变试验结果表明，加入改性后的水滑石后，PVC的长期热稳定性得到明显改善；己二酸季戊四醇酯与钙锌热稳定剂复配后，抑制PVC的初期着色性，明显改善了钙锌的热稳定效果。

目录

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第一章 绪论

1.1 聚氯乙烯

1.1.1 聚氯乙烯的性质

1.1.2 聚氯乙烯热降解机理

1.2 PVC的热稳定性

1.3 热稳定剂的种类

1.3.1 铅盐稳定剂

1.3.2 金属皂类热稳定剂

1.3.3 有机锡稳定剂

1.3.4 稀土类稳定剂

1.3.5 有机辅助稳定剂

1.3.6 水滑石

1.4 水滑石的研究进展

1.5 课题的提出

第二章 改性水滑石及己二酸季戊四醇酯的合成及PVC热稳定性能测试

2.1 实验

2.1.1 主要原料及试剂

2.1.2 实验仪器及设备

2.2 疏水性水滑石的合成

2.3 己二酸季戊四醇酯的合成

2.3.1 酯收率计算

2.3.2 不同催化剂效果比较

2.3.3 醇酸摩尔比对酯收率的影响

2.3.4 催化剂浓度的影响

2.3.5 带水剂用量

2.3.6 温度对酯化率的影响

2.4 PVC热稳定性能的测试

2.4.1 试样制备

2.4.2 刚果红法

2.4.3 烘箱法

2.4.4 X-射线衍射分析

2.4.5 红外分析

2.4.6 电导率法

2.4.7 转矩流变仪

第二章 疏水性水滑石在PVC中的应用

3.1 疏水性水滑石的研究

3.1.1 合成产品粉末XRD及红外分析

3.1.2 红外谱图

3.2 热稳定性能的测试

3.2.1 刚果红试验

3.2.2 烘箱法

3.2.3 流变性能测试

3.3 硬脂酸改性水滑石与钙锌皂复配热稳定性能测试

3.3.1 硬脂酸钙含量对PVC热稳定性能影响

3.3.2 硬脂酸锌含量对PVC热稳定性能影响

3.4 硬脂酸改性的水滑石与β-二酮复配对热稳定性和耐候性能的影响

3.5 小结

第四章 己二酸季戊四醇酯的热稳定性能的研究

4.1 己二酸季戊四醇酯的合成研究

4.1.1 不同催化剂效果比较

4.1.2 醇酸摩尔比对酯收率的影响

4.1.3 催化剂浓度的影响

4.1.4 带水剂用量

4.1.5 温度对酯化率的影响

4.2 红外光谱分析

4.3 己二酸季戊四醇酯性能测试

4.3.1 试样制备

4.3.2 刚果红实验

4.3.3 电导率分析

4.3.4 烘箱老化

4.3.5 流变性能

4.4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发现论文情况