【摘要】：聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工業(yè)化的樹脂品種之一,在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,PVC自身具有結(jié)構(gòu)缺陷以及極具熱敏性、極易熱降解,因此,在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。乙酰丙酮是β-二酮類物質(zhì),與硬脂酸鈣/鋅(CaSt_2/ZnSt_2)復(fù)合熱穩(wěn)定劑同時(shí)使用時(shí)具有協(xié)同效應(yīng),以及抑制“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生,由于乙酰丙酮沸點(diǎn)較低(133～140℃),直接使用時(shí)易揮發(fā),損耗較高,只能制成鹽后再使用,如鈣鹽、鋅鹽、鎂鹽、鋁鹽等。本文將通過一步異相沉淀法制備乙酰丙酮鈣(Ca(acac)_2)與乙酰丙酮鎂(Mg(acac)_2),研究反應(yīng)條件對產(chǎn)物純度以及白度的影響,并對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,以及對乙酰丙酮基輔助熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能及熱穩(wěn)定機(jī)理進(jìn)行研究。具體研究內(nèi)容如下:1.一步異相沉淀轉(zhuǎn)化法:稱取摩爾比為2:1的原料乙酰丙酮與氧化鈣在65℃下反應(yīng)2 h后,得到產(chǎn)物乙酰丙酮鈣;取摩爾比為2:1的乙酰丙酮與氫氧化鎂置于溶劑乙醇中,在75℃下反應(yīng)3 h后,得到產(chǎn)物乙酰丙酮鎂,在上述條件下所制備的產(chǎn)物乙酰丙酮鈣與乙酰丙酮鎂的純度以及白度為最佳。2.通過X射線衍射儀(XRD)、高分辨場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外儀(IR)、元素分析儀、同步熱分析儀(TG)、電感耦合等離子體光譜儀(ICP)、激光粒度分析儀對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明,成功制備乙酰丙酮鈣與乙酰丙酮鎂樣品。3.通過靜態(tài)熱老化實(shí)驗(yàn)與剛果紅實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,乙酰丙酮鈣、乙酰丙酮鎂與金屬皂類熱穩(wěn)定劑同時(shí)使用時(shí)具備協(xié)同作用。主效熱穩(wěn)定劑總質(zhì)量占PVC粉的1%,并且其中的鈣/鋅比例為3:1時(shí),與乙酰丙酮鈣的協(xié)同作用最佳。當(dāng)乙酰丙酮鈣的加入量為PVC粉質(zhì)量的0.4%,與主效熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為2:5時(shí),PVC制品的熱穩(wěn)定性能最佳。當(dāng)主效熱穩(wěn)定劑總質(zhì)量占PVC粉的1%,并且其中的鈣/鋅比例為3:1時(shí),與乙酰丙酮鎂的協(xié)同作用最佳。當(dāng)乙酰丙酮鎂的加入量為PVC粉質(zhì)量的0.6%,與主效熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為2:5時(shí),PVC制品的熱穩(wěn)定性能最佳。4.乙酰丙酮金屬化合物與主效熱穩(wěn)定劑同時(shí)使用時(shí),乙酰丙酮金屬化合物既可以與HCl分子反應(yīng),抑制PVC大子鏈的自降解反應(yīng),又可以與PVC大分子鏈上的烯丙基氯反應(yīng),抑制變色反應(yīng)的發(fā)生;同時(shí)乙酰丙酮金屬化合物可以與ZnCl_2分子發(fā)生置換反應(yīng),減少ZnCl_2分子的含量,抑制“鋅燒”反應(yīng)的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ325.3
【圖文】：

圖 1. 1 PVC 樹脂的主要產(chǎn)品應(yīng)用范圍Fig 1.1 Main product application areas of PVC resin我國的 PVC 工業(yè)起步于 1958 年，至今有 50 多年的發(fā)展歷史，到了 2015 年產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了 2348 萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在 2000 年的時(shí)候，國內(nèi)的 PVC 產(chǎn)量僅僅只有 264.6 萬噸，大部分依靠進(jìn)口；在 2003 年，隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長迅速，國內(nèi)對 PVC 的需求量大大增加，當(dāng)時(shí) PVC 產(chǎn)能達(dá)到了 519.7 萬噸，產(chǎn)量為424.3 萬噸，同比增長了 25.1％；截至到 2010 年，國內(nèi) PVC 產(chǎn)量突破了 2100 萬噸，成為世界上 PVC 產(chǎn)量第一大國[14]。1.2 PVC 的降解在 PVC 的工業(yè)化生產(chǎn)方法中，采用氯乙烯為原料，通過懸浮聚合、微懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合和溶液聚合等方法，由氯乙烯單體通過自由基聚合所形成。通常情況下，PVC 分子鏈的理想結(jié)構(gòu)單元是“頭-尾”排列，但是聚合反應(yīng)過程中會有鏈終止反應(yīng)、氧化反應(yīng)和共聚反應(yīng)等一系列副反應(yīng)，導(dǎo)致生產(chǎn)出的PVC 制品中的分子鏈存在結(jié)構(gòu)缺陷，如大分子鏈中有長短支鏈、末端與不飽和

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文第一種，自由基機(jī)理，PVC 分子含有不穩(wěn)定的活化氯自由基，由于其含有未成對電子，所以結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定，為使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，氯自由基通過奪取相鄰氫原子上的電子，形成 HCl 分子，并且會產(chǎn)生新的自由基，不斷地催化 PVC 分子鏈降解。這種反應(yīng)使得 PVC 分子鏈中的電子云密度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致分子鏈上形成共軛雙鍵體系[23,24]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王丹;李花;李宏;陳煥章;;甘油鋅熱穩(wěn)定劑的合成及在PVC中的應(yīng)用[J];塑料工業(yè);2015年02期

2 沈冠華;王亞新;熊建斌;王敏;羅業(yè)q

本文編號：2740141