【摘要】：聚氯乙烯(PVC)具備易加工、強(qiáng)度高、電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電線、管材、航天和汽車等領(lǐng)域。但由于PVC熱穩(wěn)定性較差,所以需要在加工過(guò)程中加入熱穩(wěn)定劑。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和PVC行業(yè)的快速發(fā)展,性能優(yōu)良的環(huán)保熱穩(wěn)定劑成為PVC加工行業(yè)的研究焦點(diǎn)。本文合成了一種有機(jī)環(huán)保熱穩(wěn)定劑,并應(yīng)用于PVC制品,主要研究工作如下:(1)使用順丁烯二酸和山梨醇作為原料,通過(guò)高溫反應(yīng)合成順丁烯二酸-山梨醇酯化物(SM),將合成的酯化物與氧化鋅反應(yīng),制成鋅配物(SM-Zn)。采用FT-IR、TGA、SEM、DSC和XRD等測(cè)試方法表征了順丁烯二酸-山梨醇酯及其鋅配物的組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,山梨醇與順丁烯二酸發(fā)生酯化反應(yīng)的最優(yōu)條件為:反應(yīng)溫度170℃,反應(yīng)時(shí)間2h,而且酯化物能與氧化鋅有效反應(yīng)形成鋅配物;兩種產(chǎn)物在PVC的加工溫度下能夠保持穩(wěn)定性,在低溫和高溫環(huán)境中都具有良好的流動(dòng)性。(2)將這兩種化合物作為熱穩(wěn)定劑加入PVC中,采用剛果紅測(cè)試、靜態(tài)熱老化測(cè)試、轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試、TGA測(cè)試、掃描電子顯微鏡、沖擊強(qiáng)度測(cè)試、拉伸強(qiáng)度測(cè)試和彎曲強(qiáng)度表征了順丁烯二酸-山梨醇酯化物及其鋅配物對(duì)PVC的初期熱穩(wěn)定性、長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性能、熱分解溫度、分散效果和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,SM酯化物能夠提升PVC的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性能、力學(xué)性能,在PVC中的分散效果優(yōu)于SM-Zn鋅配物;SM-Zn提升PVC的初期熱穩(wěn)定性。(3)以順丁烯二酸-山梨醇酯化物作為輔助有機(jī)熱穩(wěn)定劑,與CaSt_2/ZnSt_2復(fù)配,并探討其熱穩(wěn)定機(jī)理。以順丁烯二酸-山梨醇鋅配物作為主穩(wěn)定劑,與CaSt_2復(fù)配,并探討其熱穩(wěn)定機(jī)理。結(jié)果表明,酯化物SM在加工初期附著在PVC顆粒表面,塑化時(shí)間延長(zhǎng),在配方體系中可作為外潤(rùn)滑劑。而隨著加工過(guò)程的進(jìn)行,酯化物SM逐漸遷移到PVC鏈與鏈之間,減弱鏈之間的相互作用,平衡扭矩降低。SM-Zn鋅配物除了能提升PVC的初期熱穩(wěn)定性之外,還具有潤(rùn)滑性、降低平衡扭矩、延長(zhǎng)塑化時(shí)間的作用。順丁烯二酸-山梨醇酯化物中含有碳碳雙鍵和羥基,這兩種官能團(tuán)能與PVC鏈上的氫原子和氯原子發(fā)生非共價(jià)鍵相互作用,有利于取代不穩(wěn)定氯原子,多元醇酯能夠鰲合氯化鋅,減弱氯化鋅的Lewis酸性,從而抑制PVC的“鋅燒”,提升長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性;順丁烯二酸-山梨醇鋅配物是一種具有堿性和親核性的化合物,能與氯化氫反應(yīng),生成SM酯化物和氯化鋅,提升初期熱穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 1-2 熱穩(wěn)定劑的種類Fig.1-2 Type of thermal stabilizer1.3.1 鉛鹽熱穩(wěn)定劑鉛鹽熱穩(wěn)定劑是最早使用并且工業(yè)化的 PVC 熱穩(wěn)定劑，市場(chǎng)上目前主要使用的品種有：二鹽基亞磷酸鉛、二鹽基硬脂酸鉛和二鹽基鄰苯二甲酸鉛等[40]。鉛鹽具有較強(qiáng)接受酸的能力，，鉛原子的由于擁有優(yōu)異配位能力，能夠取代不穩(wěn)定的氯離子。另外，鉛鹽最為明顯的優(yōu)點(diǎn)是其鉛原子穩(wěn)定化過(guò)程形成的氯化鉛對(duì) PVC 的脫氯化氫反應(yīng)沒(méi)有任何的催化作用，具有優(yōu)異的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性，可見其在工業(yè)生產(chǎn) PVC 制品中的重要性[41]。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是鉛鹽熱穩(wěn)定劑及其與 PVC 的反應(yīng)產(chǎn)物不會(huì)增加 PVC的導(dǎo)電性，因此在電絕緣材料方面的使用也是這類熱穩(wěn)定劑的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域之一。鉛鹽

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文法烯二酸-山梨醇酯化物的制備酯合成方法：和順丁烯二酸按比例加入到通有 N2的 250 ml 燒瓶中，使用油浴鍋加熱反應(yīng)，在反應(yīng)物完全熔融之后，緩 170℃下保持 3 h，待酯化反應(yīng)完全之后減壓除去生成溶劑溶解已合成的產(chǎn)物，抽濾、干燥，得到透明無(wú)色產(chǎn)醇酯合成路線：
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ325.3;O641.4

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