论文部分内容阅读
聚氯乙烯（PVC）具备易加工、强度高、电绝缘性、耐化学腐蚀等特点,广泛应用于电线、管材、航天和汽车等领域。但由于PVC热稳定性较差,所以需要在加工过程中加入热稳定剂。随着国家对环境保护的重视和PVC行业的快速发展,性能优良的环保热稳定剂成为PVC加工行业的研究焦点。本文合成了一种有机环保热稳定剂,并应用于PVC制品,主要研究工作如下:（1）使用顺丁烯二酸和山梨醇作为原料,通过高温反应合成顺丁烯二酸-山梨醇酯化物（SM）,将合成的酯化物与氧化锌反应,制成锌配物（SM-Zn）。采用FT-IR、TGA、SEM、DSC和XRD等测试方法表征了顺丁烯二酸-山梨醇酯及其锌配物的组成和结构。结果表明,山梨醇与顺丁烯二酸发生酯化反应的最优条件为:反应温度170℃,反应时间2h,而且酯化物能与氧化锌有效反应形成锌配物;两种产物在PVC的加工温度下能够保持稳定性,在低温和高温环境中都具有良好的流动性。（2）将这两种化合物作为热稳定剂加入PVC中,采用刚果红测试、静态热老化测试、转矩流变测试、TGA测试、扫描电子显微镜、冲击强度测试、拉伸强度测试和弯曲强度表征了顺丁烯二酸-山梨醇酯化物及其锌配物对PVC的初期热稳定性、长期热稳定性、动态热稳定性、润滑性能、热分解温度、分散效果和力学性能的影响。结果表明,SM酯化物能够提升PVC的长期热稳定性、润滑性能、力学性能,在PVC中的分散效果优于SM-Zn锌配物;SM-Zn提升PVC的初期热稳定性。（3）以顺丁烯二酸-山梨醇酯化物作为辅助有机热稳定剂,与CaSt2/ZnSt2复配,并探讨其热稳定机理。以顺丁烯二酸-山梨醇锌配物作为主稳定剂,与CaSt2复配,并探讨其热稳定机理。结果表明,酯化物SM在加工初期附着在PVC颗粒表面,塑化时间延长,在配方体系中可作为外润滑剂。而随着加工过程的进行,酯化物SM逐渐迁移到PVC链与链之间,减弱链之间的相互作用,平衡扭矩降低。SM-Zn锌配物除了能提升PVC的初期热稳定性之外,还具有润滑性、降低平衡扭矩、延长塑化时间的作用。顺丁烯二酸-山梨醇酯化物中含有碳碳双键和羟基,这两种官能团能与PVC链上的氢原子和氯原子发生非共价键相互作用,有利于取代不稳定氯原子,多元醇酯能够鳌合氯化锌,减弱氯化锌的Lewis酸性,从而抑制PVC的“锌烧”,提升长期热稳定性;顺丁烯二酸-山梨醇锌配物是一种具有碱性和亲核性的化合物,能与氯化氢反应,生成SM酯化物和氯化锌,提升初期热稳定性。