稀土熱穩(wěn)定劑的合成與應(yīng)用.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，但其熱穩(wěn)定性差，在160-200℃下加工時，會發(fā)生劇烈的熱降解，因此必須使用穩(wěn)定劑。傳統(tǒng)熱穩(wěn)定劑有鉛鹽、有機錫、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。鉛類穩(wěn)定劑毒性大，易造成環(huán)境污染等問題；有機錫成本較高；鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑在使用中易發(fā)生“鋅燒”現(xiàn)象。隨著全球環(huán)保要求越來越高，因此研究新型、高效、低毒性的熱穩(wěn)定劑具有重要意義和較好的應(yīng)用前景。稀土熱穩(wěn)定劑是近年來發(fā)展起來的新型熱穩(wěn)定劑，具有無毒、環(huán)保、長期熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

2、 運用皂化反應(yīng)的機理，本研究用氯化稀土分別和硬脂酸、檸檬酸、馬來酸合成硬脂酸稀土、檸檬酸稀土和馬來酸稀土。采用單因素分析方法，研究投料比、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間對轉(zhuǎn)化率的影響，得出最佳反應(yīng)條件為：氯化稀土過量1％，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時間為0.5 h時，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率最高。 以三種酸稀土為熱穩(wěn)定劑，CPE作為其增容劑，輕質(zhì)碳酸鈣為填料，同時加入硬鋇、硬鉛、硬脂酸、石蠟等助劑，對PVC進行共混改性。用紅外光譜(FTIR)對三種稀土

3、和稀土改性的PVC結(jié)構(gòu)進行表征。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察其表面形態(tài)。從圖像結(jié)果可以看出三種酸稀土已經(jīng)合成，對PVC的塑化效果好，還兼具偶聯(lián)、增韌作用，可促進PVC體系凝膠化，降低熔體粘度，改善其加工性能。 對用稀土改性的PVC的動態(tài)穩(wěn)定性、靜態(tài)穩(wěn)定性、力學(xué)性能進行測試。測試結(jié)果表明：稀土穩(wěn)定劑改性的PVC熱穩(wěn)定性不如鉛鹽熱穩(wěn)定性，但是其力學(xué)性能卻優(yōu)于鉛鹽熱穩(wěn)定劑改性的PVC。稀土助劑對PVC有一定的熱穩(wěn)定效果。稀土助劑對P

4、VC制品拉伸性能、沖擊性能的改善是十分突出的。 通過對改性PVC的性能測試，探討稀土穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定原理：稀土金屬離子半徑較大，有較多的空軌道，有利于與有機物和無機物形成配位體和螯合物，所以稀土與PVC形成配位絡(luò)合物，使PVC分子中的氯原子(特別是不穩(wěn)定的烯丙基氯和叔氯)趨于穩(wěn)定，阻礙HCI的脫出，降低HCl對PVC的催化降解作用，提高體系的穩(wěn)定性，達到PVC對穩(wěn)定性的要求。 PVC工業(yè)的發(fā)展必將帶動熱穩(wěn)定劑的大量需求。