论文部分内容阅读
稀土离子可与聚氯乙烯(PVC)链上不稳定的氯原子发生作用,使C-Cl趋于稳定不易断裂,从而显示较高的热稳定效果,应用于塑料加工中是一类性能优良、高效的热稳定剂。近些年,人们对环境要求日益提高,无毒环保类热稳定剂成为了研究热点,稀土掺杂无毒液体PVC热稳定剂正是顺应这一时代要求而产生的新一代热稳定剂。加之中国稀土资源十分丰富,为我国进一步研发高质量的稀土类热稳定剂提供了充足的物质基础。本文通过烘箱法、热重法(TG)、加工性能测试等,分别对异辛酸镧、异辛酸铈、异辛酸镨和异辛酸钕进行性能测试。当稀土用量为3%时,可使PVC在35min内未发生显著的变色。稀土镧盐和铈盐可将PVC初始降解温度从188℃提高至212℃,加入7%镧离子和铈离子分别使PVC的第一阶段质量损失率减少了7.7%和6.0%。稀土钕盐在加工性能的能耗节约方面表现出明显的优势,加入稀土钕盐PVC的最大扭矩为和平衡扭矩均分别为40.3 N·m和22.9 N·m。钕盐显著地提高PVC的韧性,加入稀土钕盐的PVC表现出最高的断裂伸长率可达517%。铈盐具有较高的抗拉伸能力,PVC中加入稀土铈盐使PVC的拉伸强度达22.9 KPa。制备和研究了二元、三元及四元液体复合稀土热稳定剂。当稀土离子含量一定且稀土元素的原子序数相邻,单一稀土表现出的热稳定性优于二元复合稀土的热稳定性。二元复合稀土盐热稳定剂在不同实验温度下,其静态热稳定性规律较为复杂,有待进一步深入研究。四元复合稀土热稳定性的整体效果优于三元复合稀土。通过电热板-白度测试,发现稀土/钙复合热稳定剂用于PVC试片,其着色性显著,稀土/锌复合热稳定剂可有效保持PVC的白度。镧/锌具有优良的协同效应,采用烘箱法,镧/锌用于PVC,白度值最高可达55.3。稀土/钙/锌液体复合热稳定剂可有效抑制“锌烧”但用于PVC时其着色性明显。将镧/锌体系分别与辅助热稳定剂亚磷酸酯(PDOP)、β-二酮(β-diketone)、环氧大豆油(ESO)进行复配。研究发现镧/锌/PDOP效果最佳,镧/锌/PDOP用于PVC,TG曲线表明PVC起始分解温度达204℃,第一阶段质量损失率74.6%。稀土原子含有4f、5d、6s空轨道,这些空轨道可容纳孤对电子,容易与PVC链中的不稳定氯形成配位,从而发挥热稳定效果。通过红外分析,发现加入异辛酸稀土的PVC,其C-Cl伸缩振动向低波数移动。