桐油基PVC復(fù)合熱穩(wěn)定劑的制備及性能研究.pdf

1、隨著全球環(huán)保要求越來越高，新型、高效、低毒性的鈣鋅熱穩(wěn)定劑及其輔助熱穩(wěn)定劑的研究與開發(fā)成為當(dāng)前熱點。本文以桐酸甲酯為原料，合成了新型的桐油基PVC熱穩(wěn)定劑和桐油基β-二酮輔助熱穩(wěn)定劑。主要研究結(jié)果歸納如下:
　　 首先，以桐油基多元酸單甲酯為原料，利用復(fù)分解反應(yīng)合成了新型的PVC熱穩(wěn)定劑桐油基C21二元酸鈣(TODC)、桐油基C22三元酸鈣(TOTC)、桐油基C22三元酸鑭(TOTL)，通過原子吸收分光光度計、紅外光譜法(FT-

2、IR)和X-射線衍射分析(XRD)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;通過熱失重分析(TG)、剛果紅法、熱老化烘箱法對比了硬脂酸鈣(Ca(St)2)、二聚酸鈣與TODC、TOTC、TOTL對PVC制品熱穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明TOTC具有最好的初期著色性和長期熱穩(wěn)定性，說明環(huán)狀結(jié)構(gòu)和多官能度脂肪酸結(jié)構(gòu)的引入有利于提高PVC制品的熱穩(wěn)定性。
　　 其次，以桐酸甲酯和苯乙酮為原料，甲醇鈉為催化劑，經(jīng)克萊森反應(yīng)合成了桐油酰苯甲酰甲烷(EBM)。通過FT

3、-IR和氣質(zhì)聯(lián)用分析(GC-MS)對EBM進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征;利用氣相色譜定量，探討了物料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量等因素對EBM得率的影響;利用L9(34)正交試驗確定了EBM的最佳合成條件:桐酸甲酯與苯乙酮物質(zhì)的量之比為1.2∶1，反應(yīng)溫度110℃，催化劑用量為苯乙酮質(zhì)量的0.6％，反應(yīng)時間4h。通過熱老化烘箱法考察了EBM的添加量對PVC熱穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明加入適量EBM有利于可有效改善PVC制品的初期著色性但并未提高其長

4、期熱穩(wěn)定性。
　　 然后，利用轉(zhuǎn)矩流變儀法、TG、剛果紅法、熱老化烘箱法考察了TOTC/硬脂酸鋅(ZnSt2)、TOTL/ZnSt2、TOTC/ZnSt2/TOTL三個熱穩(wěn)定劑體系對聚氯乙烯PVC制品的熱穩(wěn)定性和加工性能的影響。結(jié)果表明TOTL可有效改進(jìn)TOTC/ZnSt2體系的熱穩(wěn)定性及加工流變性，在TOTC/ZnSt2/TOTL三元復(fù)合體系中，當(dāng)TOTC∶ZnSt2∶TOTL質(zhì)量比為12∶3∶10時，將3g該三元復(fù)合熱穩(wěn)定劑

5、加入100gPVC/40gDOP中，其靜態(tài)熱穩(wěn)定時間在185℃可達(dá)到43min。
　　 最后，通過剛果紅法和熱老化烘箱法考察了亞磷酸三苯酯、季戊四醇、β-二酮對TOTC/ZnSt2體系初期著色性及熱穩(wěn)定性的影響，在此基礎(chǔ)上通過正交試驗完成了桐油基C22三元酸鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑體系的配方優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果表明:當(dāng)TOTC∶ZnSt2∶fβ-二酮∶亞磷酸三苯酯∶季戊四醇質(zhì)量比為48∶12∶2∶5∶10時，鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑體系熱穩(wěn)定性最佳。