钙掺杂镁铝水滑石的制备及其对PVC热稳定性的影响

摘要

水滑石是一类具有层状结构的阴离子型二维纳米材料，因其独特的层状结构和酸碱特性，能够通过吸附和离子交换的方式吸收PVC降解脱出的HCl，可以作为一种无毒、价廉的PVC热稳定剂，有望取代有毒的铅盐类和昂贵的有机锡类热稳定剂。
　　本文将钙离子引入镁铝水滑石中，通过共沉淀法制备了钙掺杂镁铝水滑石，在延长PVC刚果红时间的同时，还可以有效改善PVC的着色性。首先以混合碱为沉淀剂制备钙掺杂镁铝水滑石，研究了滴加方式、投料M2+/Al3+摩尔比、pH值、层间阴离子、前驱体、钙掺杂量x、晶化温度和时间、溶剂等因素对水滑石性能的影响，较优的工艺条件是以氯盐为前驱体、M2+/Al3+(mol)=4、pH=10、x=0.8、碳酸根型阴离子、水为溶剂、在110℃下晶化24h，所制得的层状钙掺杂镁铝水滑石分散性好、规整度高、大小100nm～200nm，将其添加到PVC中，刚果红时间达到72min，较未掺杂的镁铝水滑石提高了33.3％。
　　然后以尿素为沉淀剂制备了钙掺杂镁铝水滑石，研究了前驱体、钙掺杂量x、溶剂种类、晶化温度和晶化时间等因素对水滑石性能的影响，较好的工艺是以氯盐为前驱体、x=0.6、水为溶剂、在110℃晶化18h，也制得分散性较好、规整度较高、尺寸大小为200nm～500nm的钙掺杂镁铝水滑石，PVC刚果红时间为53min，后期热稳定性好。当溶剂为5％乙二醇（质量分数）时，所得PVC的着色性明显优于以水为溶剂;当溶剂为30％丙三醇（质量分数）时，PVC刚果红时间达到62min，较纯水时提高了17％。
　　对比两种沉淀剂制备的钙掺杂镁铝水滑石对PVC的热稳定性，可以发现，两者均可以提高PVC热稳定性能，其中以混合碱为沉淀剂更有利于提高PVC的刚果红时间，以尿素为沉淀剂更有利于改善PVC着色性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 引言

1．1 PVC简介

1．1．1 PVC降解机理

1．1．2 PVC热稳定机理

1．2 PVC热稳定剂简述

1．2．1 铅盐类热稳定剂

1．2．2 金属皂类热稳定剂

1．2．3 有机锡类热稳定剂

1．3．1 水滑石概述

1．3．2 水滑石热稳定剂机理

1．3．3 水滑石作为热稳定剂研究概述

1．4 本论文研究的主要内容、目的和意义

1．4．1 研究的主要内容

1．4．2 研究的目的和意义

第二章 实验部分

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2．1 混合碱为沉淀剂

2．2．2 尿素为沉淀剂

2．3．5 热稳定性实验

第三章 混合碱为沉淀剂制备钙掺杂镁铝水滑石及性能研究

3．1 滴加方式的影响

3．2 M2+／Al3+摩尔比的影响

3．3 pH的影响

3．4 层间阴离子的影响

3．4．1 XRD分析

3．4．2 PVC热稳定性测试

3．5 前驱体的影响

3．5．1 XRD分析

3．5．2 SEM分析

3．5．3 PVC热稳定性测试

3．6 钙掺杂量的影响

3．6．1 XRD分析

3．6．2 SEM分析

3．6．3 FT-IR分析

3．6．4 Zeta电位分析

3．6．5 PVC热稳定性测试

3．7 晶化温度的影响

3．7．1 XRD分析

3．7．2 PVC热稳定性分析

3．8 晶化时间的影响

3．8．1 XRD分析

3．8．2 PVC热稳定性分析

3．9 溶剂的影响

3．9．1 XRD分析

3．9．2 PVC热稳定性测试

3．10 本章小结

第四章 尿素为沉淀剂制备钙掺杂镁铝水滑石及性能研究

4．1 前驱体对水滑石性能的影响

4．1．1 XRD分析

4．1．2 PVC热稳定性测试

4．2．1 XRD分析

4．2．2 PVC热稳定性测试

4．3 溶剂的影响

4．3．1 XRD分析

4．3．2 SEM分析

4．3．3 PVC热稳定性测试

4．4 晶化温度的影响

4．4．1 XRD分析

4．4．2 PVC热稳定性测试

4．5 晶化时间的影响

4．5．1 XRD分析

4．5．2 SEM分析

4．5．3 PVC热稳定性测试

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况