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随着环境保护意识的增强,人们愈来愈关注PVC热稳定剂的毒性这一问题,因此,含钡、镉及铅等热稳定剂的使用受到越来越严格的限制。锑系热稳定剂是一类无毒(或低毒)的物质,且我国是锑资源大国,锑资源十分丰富。因此研究、开发锑系热稳定剂取代或部分取代对环境有害或高价位的热稳定剂,如铅盐、钡、镉及有机锡等具有重要的意义。本文综述了国内外PVC热稳定剂,特别是锑系热稳定剂的研究现状与应用前景。合成了系列新型含硫锑系PVC热稳定剂—逆酯锑及巯基羧酸酯锑(V)。对逆酯锑、巯基羧酸酯锑(V)及其复合热稳定剂对PVC的热稳定作用及热分解动力学行为;锑系复合热稳定剂的配方设计及锑系热稳定剂对PVC的热稳定作用机理等进行了系统的研究。 首次研究了“逆酯锑”(化学名,三(脂肪酸巯基乙酯)锑,通式为Sb(SCH2CH2OOCR)3)的合成工艺。以三氧化二锑、脂肪酸(硬脂酸、十六酸、月桂酸及异辛酸等)和巯基乙醇为原料,以钛酸四丁酯为催化剂,分两步反应合成了“逆酯锑”系列产品-三(异辛酸巯基乙酯)锑、三(月桂酸巯基乙酯)锑、三(十六酸巯基乙酯)锑、三(硬脂酸巯基乙酯)锑及中间产品三(羟基乙硫醇)锑等;采用正交实验对合成工艺进行了优化,测试了逆酯锑类化合物的物化性质。 采用乳液法和固液相法分别合成了巯基羧酸酯锑(V)系列产品-五(巯基乙酸异辛酯)锑、五(巯基乙酸月桂酯)锑、五(巯基乙酸十六酯)锑、五(巯基乙酸十八酯)锑等。详细地讨论了两种合成方法的工艺条件,并比较了两种方法的特性。本文系首次对这类化合物的合成及物化性质进行系统的研究。 用刚果红试纸法测试了逆酯锑,巯基羧酸酯锑(V)及其复合热稳定剂对PVC的热稳定作用;用热老化箱法并结合紫外-可见分光光度法测定PVC的着色性,用该方法测试PVC的着色性能比较真实地反映PVC的热分解情况及PVC的透明性。实验发现逆酯锑,巯基羧酸酯锑(V)在低含量时对PVC有着明显的稳定作用,且与钙、稀土、钡等金属皂及有机锡有协同效应。 采用正交-单纯形点阵试验方法获取了锑系热稳定剂对PVC的热稳定数据,用最少二乘法对其进行了拟合。提出了基于组分贡献法的配方设计方法,提出了“组分贡献参数”和“协效参数”的概念。在此基础上建立了用于PVC配方设计的二次规划优化模型。该模型可以针对不同的目标,对复合热稳定剂进行配方设计。同时,也可以利用该模型对复合热稳定剂体系中组分的作用进行定量的分析,并用Matlab语言编写了数据拟合及二次规划优化模型的软件。该模型易收敛,误差小,与实验结果能较好的吻合。摘要 采用TD方法对含锑热稳定剂体系的PVC进行了热分解动力学研究,提出了一种直接利用DTG数据求解PVC热分解动力学方程参数的方法,用Matlab语言编写了软件。该计算方法具有计算精度高,简单,直观的特点;所得到的动力学参数与文献值很接近。 基于PVC热分解的动力学特性,提出了PVC在室温至500℃的区域内热分解可分为3个阶段的观点;并利用含锑热稳定剂PVC的紫外一可见吸收光谱和红外光谱法特性对逆酷锑、疏基梭酸醋锑(V)及其复合热稳定剂的稳定机理,协同作用机理进行了探讨。