共插層結(jié)構(gòu)復合金屬氫氧化物的制備及其在聚丙烯中的應用.pdf

1、聚丙烯(PP)由于其來源豐富、質(zhì)量輕、耐腐蝕、加工處理成本低且物理力學性能優(yōu)異，在化工、輕工、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域獲得了廣泛應用，已成為四大通用塑料之一，在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用。在PP制品加工過程中需要加入顏料、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑等多種功能助劑以賦予PP制品顏色、改善PP制品性能并提升PP制品品質(zhì)。但加入的這些功能助劑多為有機小分子化合物，存在熱穩(wěn)定性較差、易揮發(fā)、易遷移等缺點，極大地影響了PP制品的品質(zhì)和性能。因此為提升PP制品

2、品質(zhì)和性能，開展熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、耐遷移的PP制品功能助劑研究具有重要意義。
　　層狀復合金屬氫氧化物(LDH)是一種層狀陰離子型黏土，具有組成和結(jié)構(gòu)可調(diào)控、層間陰離子可交換、熱穩(wěn)定性良好等諸多優(yōu)點，作為阻燃劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑等功能助劑在塑料領(lǐng)域獲得了廣泛應用。然而，目前制備的插層結(jié)構(gòu)LDH功能材料層間陰離子多為單一客體，功能較為單一，性能的可調(diào)控性較差，極大地制約了這類材料在塑料領(lǐng)域中的應用及其性能的發(fā)揮。針對該問題，本論

3、文基于LDH組成和結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性，提出了多客體共插層LDH的設想，利用LDH層板對層間客體的保護作用提高客體的熱穩(wěn)定性，借助層板的錨定作用抑制層間客體的揮發(fā)和遷移，利用層間客體組成的可調(diào)變性調(diào)控LDH功能材料的性能，開展了多客體共插層LDH的設計、制備及性能研究。首先，根據(jù)色度學原理，將酸性綠25和酸性藍25共插層至LDH層間制備了顏色可調(diào)的插層結(jié)構(gòu)雜化顏料;隨后，將染料酸性黃11與系列紫外吸收劑共插層組裝至LDH層間構(gòu)筑了顏料和紫外阻

4、隔雙功能材料;最后，將還原劑山梨酸和紫外吸收劑共插層至LDH層間獲得了抗光老化性能強化的插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下。
　　采用共沉淀法將酸性綠25與酸性黃25共插層組裝至ZnAl-LDH層間，構(gòu)筑了系列超分子插層結(jié)構(gòu)綠色顏料，考察了插層結(jié)構(gòu)顏料組成和結(jié)構(gòu)對其顏色和熱穩(wěn)定性能的影響。酸性黃25的引入明顯改善了基于酸性綠25插層LDH雜化顏料的顏色，使其從藍色色系轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色色系，且其顏色可通過調(diào)節(jié)層間酸性綠25和酸

5、性黃25的摩爾比值進行控制。共插層結(jié)構(gòu)雜化顏料中存在主-客體和客-客體相互作用，主-客體相互作用顯著提升了酸性黃25的熱穩(wěn)定性，使共插層結(jié)構(gòu)雜化顏料可承受250℃的高溫;客-客體相互作用對插層結(jié)構(gòu)顏料的顏色具有重要影響。插層結(jié)構(gòu)雜化顏料可作為綠色顏料用于PP的著色，擴展了酸性綠25和酸性黃25的應用范圍。
　　采用成核/晶化隔離法將酸性黃11與系列紫外吸收劑（2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、肉桂酸、水楊酸、對氨基苯甲酸和苯

6、基苯并咪唑磺酸）共插層至ZnAl-LDH層間，組裝了系列顏料與紫外阻隔雙功能材料，考察了雙功能材料組成和結(jié)構(gòu)對其熱穩(wěn)定性、紫外-可見光吸收性能和紫外阻隔性能的影響。插層組裝顯著提高了酸性黃11的耐熱性，獲得了系列熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的雙功能材料。共插層結(jié)構(gòu)雙功能材料在實現(xiàn)對PP著色的同時，可明顯提升PP的熱穩(wěn)定性，并賦予PP復合材料紫外阻隔功能，大幅度提升了PP的抗光老性能。
　　采用成核/晶化隔離法將弱還原劑山梨酸與紫外吸收劑2-羥基

7、-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮共插層組裝到MgAl-LDH層間，制備了抗光老化性能強化的共插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑，考察了共插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑組成和結(jié)構(gòu)對其抗光老化性能的影響。共插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑中存在主-客體和客-客體相互作用，具有優(yōu)異的紫外阻隔性能。共插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑不僅可明顯提升PP的熱穩(wěn)定性，而且可顯著提升PP的抗光老性能。研究發(fā)現(xiàn)層間的山梨酸與2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮存在協(xié)同抗光老化作用，其抗光老化性能明顯優(yōu)于單客體插層結(jié)構(gòu)