發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 20:34

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工業(yè)化的樹(shù)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(duì)熱和光的穩(wěn)定性。乙酰丙酮是β-二酮類(lèi)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(guò)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(duì)產(chǎn)物純度以及白度的影響,并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,以及對(duì)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?jī)?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(guò)X射線衍射儀(XRD)、高分辨場(chǎng)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(duì)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(guò)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(lèi)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TQ325.3
【圖文】：

圖 1. 1 PVC 樹(shù)脂的主要產(chǎn)品應(yīng)用范圍Fig 1.1 Main product application areas of PVC resin我國(guó)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(wàn)噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在 2000 年的時(shí)候，國(guó)內(nèi)的 PVC 產(chǎn)量?jī)H僅只有 264.6 萬(wàn)噸，大部分依靠進(jìn)口；在 2003 年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)迅速，國(guó)內(nèi)對(duì) PVC 的需求量大大增加，當(dāng)時(shí) PVC 產(chǎn)能達(dá)到了 519.7 萬(wàn)噸，產(chǎn)量為424.3 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)了 25.1％；截至到 2010 年，國(guó)內(nèi) PVC 產(chǎn)量突破了 2100 萬(wàn)噸，成為世界上 PVC 產(chǎn)量第一大國(guó)[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(guò)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(guò)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(guò)程中會(huì)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(zhǎng)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(duì)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(guò)奪取相鄰氫原子上的電子，形成 HCl 分子，并且會(huì)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(hào)：2740141