發(fā)布時間：2017-05-16 12:00

  本文關(guān)鍵詞：新型多功能脲衍生物類PVC熱穩(wěn)定劑的設(shè)計、制備、應(yīng)用及穩(wěn)定機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)性能優(yōu)越,是一種應(yīng)用十分廣泛的熱塑性塑料,但其熱穩(wěn)定性能差,必須加入一定量的熱穩(wěn)定劑才能加工成型。目前常用PVC熱穩(wěn)定劑以鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類等含有金屬離子的熱穩(wěn)定劑為主。隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng),國內(nèi)外正掀起研究開發(fā)環(huán)保熱穩(wěn)定劑以取代傳統(tǒng)非環(huán)保品種的熱潮。純有機(jī)熱穩(wěn)定劑不含金屬元素,是目前新型環(huán)保熱穩(wěn)定劑研發(fā)熱點。本文選取在有機(jī)熱穩(wěn)定劑中效果較為突出的脲衍生物作為研究對象,設(shè)計合成了一系列尿嘧啶類有機(jī)化合物,利用剛果紅法、烘箱變色法等方法系統(tǒng)研究了這些化合物對PVC熱穩(wěn)定性能的影響。結(jié)果表明這些化合物具有比鈣鋅穩(wěn)定劑和二苯基硫脲更良好的熱穩(wěn)定劑效果,這是由于它們可以通過取代PVC鏈上不穩(wěn)定氯原子及吸收氯化氫(HCl)來阻止PVC降解。在此基礎(chǔ)上考察尿嘧啶類化合物結(jié)構(gòu)與其熱穩(wěn)定效果的關(guān)系發(fā)現(xiàn)這些化合物中的氮原子在穩(wěn)定反應(yīng)中起到了關(guān)鍵作用。此外,尿嘧啶類化合物還展現(xiàn)了與硬脂酸鋅良好的協(xié)同熱穩(wěn)定效果。在尿嘧啶作為PVC熱穩(wěn)定劑的研究基礎(chǔ)上,通過分析影響含氮類熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的因素,將與尿嘧啶結(jié)構(gòu)相似而氮元素含量更高的尿囊素作為新型的PVC熱穩(wěn)定劑進(jìn)行研究。結(jié)果顯示尿囊素的熱穩(wěn)定效果比6-氨基尿嘧啶更好,這說明了提高氮元素含量是提高該類熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的有效方法。將尿囊素作為鈣鋅穩(wěn)定劑的輔助穩(wěn)定劑使用,發(fā)現(xiàn)尿囊素與硬脂酸鋅具有良好的協(xié)同熱穩(wěn)定作用,尿囊素能大幅提升鈣鋅穩(wěn)定劑的長期熱穩(wěn)定效果。使用與尿嘧啶結(jié)構(gòu)相似的氰尿酸作為原料,通過綠色簡便的合成工藝制得了新型的有機(jī)鋅化合物氰尿酸鋅。通過元素分析、紅外光譜分析結(jié)果推測出合成的氰尿酸鋅的分子式為zn3(c3n3o3)2·zno。將氰尿酸鋅用作pvc熱穩(wěn)定劑發(fā)現(xiàn),氰尿酸鋅比硬脂酸鋅的效果更好,尤其是長期熱穩(wěn)定效果,這是因為氰尿酸鋅有機(jī)酸根部分也能吸收部分hcl,減少了氯化鋅的生成,延緩了鋅燒。另一方面,氰尿酸鋅與硬脂酸鈣并用時能發(fā)生良好的協(xié)同熱穩(wěn)定作用,其熱穩(wěn)定效果比傳統(tǒng)的硬脂酸鋅/硬脂酸鈣更好。此外,熱穩(wěn)定劑復(fù)配研究發(fā)現(xiàn)二苯甲酰甲烷能提高氰尿酸鋅/硬脂酸鈣復(fù)合熱穩(wěn)定劑抑制pvc初期著色的能力,季戊四醇能提高其長期熱穩(wěn)定效果,而環(huán)氧大豆油效果最佳兼具以上兩種功能。選取苯基脲作為原料合成了一系列帶有不同長度烷烴鏈的苯基脲衍生物,表征這些化合物對pvc熱穩(wěn)定性能的影響,探究氮原子電子云密度對脲衍生物熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的影響。結(jié)果顯示這些苯基脲衍生物比苯基脲的熱穩(wěn)定效果更好,而且烷烴鏈越長苯基脲衍生物的熱穩(wěn)定效果越好。這是因為烷烴鏈?zhǔn)桥烹娮踊鶊F(tuán),造成了氮原子上電子云密度變大,使其取代不穩(wěn)定氯原子能力增強(qiáng),從而使熱穩(wěn)定效果提升。將這些苯基脲衍生物與硬脂酸鋅并用也能產(chǎn)生良好的協(xié)同穩(wěn)定作用,這歸功于它們能絡(luò)合氯化鋅使其失去催化PVC降解的能力。針對6-氨基-1,3-二甲基尿嘧啶作為PVC熱穩(wěn)定劑的缺陷,通過分子設(shè)計以其為原料合成了一系列雙尿嘧啶類化合物。作為PVC熱穩(wěn)定劑,這些雙尿嘧啶化合物具有比6-氨基-1,3-二甲基尿嘧啶更加優(yōu)秀的熱穩(wěn)定效果。而且這些雙尿嘧啶化合物改進(jìn)了6-氨基-1,3-二甲基尿嘧啶對PVC透明性影響能大的缺點,含有這些雙尿嘧啶化合物的PVC樣品仍能保持很高的透明度。這是因為這些雙尿嘧啶化合物帶有長烷烴鏈,與PVC相容性能好,更容易與PVC基體混成一相,不僅減小了對透明度的影響還提高了穩(wěn)定劑利用率。另外,本文還發(fā)現(xiàn)這些這些雙尿嘧啶化合物還具有一定抑制細(xì)菌生長的能力,具有發(fā)展成為抗菌多功能熱穩(wěn)定劑的潛力。
【關(guān)鍵詞】：聚氯乙烯 有機(jī)熱穩(wěn)定劑 脲衍生物 協(xié)同作用 熱穩(wěn)定機(jī)理 多功能
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ325.3
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-39
• 1.1 引言16-18
• 1.2 PVC熱降解原理18-21
• 1.2.1 PVC熱降解的現(xiàn)象18
• 1.2.2 引起PVC熱降解的特殊結(jié)構(gòu)18-19
• 1.2.3 PVC熱降解機(jī)理19-21
• 1.3 PVC熱穩(wěn)定劑21-22
• 1.3.1 熱穩(wěn)定劑概述21-22
• 1.3.2 熱穩(wěn)定劑分類22
• 1.4 重要的熱穩(wěn)定劑品種及其發(fā)展趨勢22-29
• 1.4.1 鉛鹽類熱穩(wěn)定劑22-23
• 1.4.2 金屬皂類熱穩(wěn)定劑23-25
• 1.4.3 有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑25-26
• 1.4.4 有機(jī)銻類熱穩(wěn)定劑26
• 1.4.5 有機(jī)熱穩(wěn)定劑26-29
• 1.5 含氮類有機(jī)熱穩(wěn)定劑29-36
• 1.5.1 常規(guī)含氮類有機(jī)熱穩(wěn)定劑29-34
• 1.5.2 含氮有機(jī)鋅熱穩(wěn)定劑34-35
• 1.5.3 多功能的含氮類有機(jī)熱穩(wěn)定劑35-36
• 1.6 本文選題思路及意義36-37
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容37-39
• 第二章 尿嘧啶類熱穩(wěn)定劑的合成及其對PVC熱穩(wěn)定性能的影響39-53
• 2.1 引言39
• 2.2 實驗部分39-41
• 2.2.1 實驗原料39-40
• 2.2.2 尿嘧啶類化合物的合成40
• 2.2.3 表征方法40-41
• 2.2.4 PVC樣品的制備41
• 2.2.5 穩(wěn)定效果測試方法41
• 2.3 結(jié)果與討論41-52
• 2.3.1 尿嘧啶類化合物的表征41-42
• 2.3.2 尿嘧啶類化合物對PVC熱穩(wěn)定性能的影響42-43
• 2.3.3 尿嘧啶類化合物的穩(wěn)定機(jī)理研究43-48
• 2.3.4 尿嘧啶類穩(wěn)定劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)對其穩(wěn)定效果的影響研究48-50
• 2.3.5 尿嘧啶類穩(wěn)定劑與鈣鋅穩(wěn)定劑的協(xié)同穩(wěn)定效果研究50-52
• 2.4 本章小結(jié)52-53
• 第三章 尿囊素作為PVC熱穩(wěn)定劑的研究53-65
• 3.1 引言53
• 3.2 實驗部分53-54
• 3.2.1 實驗原料53-54
• 3.2.2 表征方法54
• 3.2.3 PVC樣品的制備54
• 3.2.4 穩(wěn)定效果測試方法54
• 3.3 結(jié)果與討論54-63
• 3.3.1 尿囊素的熱重分析54-55
• 3.3.2 尿囊素單獨使用對PVC熱穩(wěn)定性能的影響55-56
• 3.3.3 尿囊素與ZnSt2協(xié)同穩(wěn)定效果研究56-58
• 3.3.4 尿囊素與CaSt2協(xié)同穩(wěn)定效果研究58-59
• 3.3.5 尿囊素作為鈣鋅穩(wěn)定劑的輔助穩(wěn)定劑的應(yīng)用研究59-62
• 3.3.6 尿囊素的穩(wěn)定機(jī)理研究62-63
• 3.4 本章小結(jié)63-65
• 第四章 氰尿酸鋅的合成及其對PVC熱穩(wěn)定性能的影響65-81
• 4.1 引言65
• 4.2 實驗部分65-67
• 4.2.1 實驗原料65-66
• 4.2.2 氰尿酸鋅的合成66
• 4.2.3 表征方法66
• 4.2.4 PVC樣品的制備66
• 4.2.5 穩(wěn)定效果測試方法66-67
• 4.3 結(jié)果與討論67-80
• 4.3.1 氰尿酸鋅的表征67-70
• 4.3.2 氰尿酸鋅對PVC熱穩(wěn)定性能的影響70-73
• 4.3.3 氰尿酸鋅的穩(wěn)定機(jī)理研究73-76
• 4.3.4 氰尿酸鋅與其他穩(wěn)定劑協(xié)同穩(wěn)定效果研究76-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 第五章 苯基脲衍生物的合成及其對PVC熱穩(wěn)定性能的影響81-94
• 5.1 引言81
• 5.2 實驗部分81-82
• 5.2.1 實驗原料81
• 5.2.2 苯基脲衍生物的合成81-82
• 5.2.3 表征方法82
• 5.2.4 PVC樣品的制備82
• 5.2.5 穩(wěn)定效果測試方法82
• 5.3 結(jié)果與討論82-92
• 5.3.1 合成的苯基脲衍生物表征82-84
• 5.3.2 苯基脲衍生物對PVC熱穩(wěn)定性能的影響84-88
• 5.3.3 苯基脲衍生物的穩(wěn)定機(jī)理研究88-90
• 5.3.4 苯基脲衍生物與ZnSt2協(xié)同穩(wěn)定效果研究90-92
• 5.4 本章小結(jié)92-94
• 第六章 新型雙尿嘧啶化合物的合成及其作為PVC熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用研究94-108
• 6.1 引言94
• 6.2 實驗部分94-96
• 6.2.1 實驗原料94-95
• 6.2.2 雙尿嘧啶化合物的合成95
• 6.2.3 表征方法95-96
• 6.2.4 PVC樣品的制備96
• 6.2.5 穩(wěn)定效果測試方法96
• 6.2.6 抑菌效果測試方法96
• 6.3 結(jié)果與討論96-107
• 6.3.1 合成的雙尿嘧啶化合物表征96-97
• 6.3.2 雙尿嘧啶化合物對PVC熱穩(wěn)定性能的影響97-101
• 6.3.3 雙尿嘧啶化合物穩(wěn)定機(jī)理研究101-102
• 6.3.4 雙尿嘧啶化合物對PVC透明性能的影響102-106
• 6.3.5 雙尿嘧啶化合物抑菌性能的測試106-107
• 6.4 本章小結(jié)107-108
• 第七章 總結(jié)與展望108-113
• 全文總結(jié)108-111
• 本文創(chuàng)新點111
• 展望111-113
• 參考文獻(xiàn)113-126
• 致謝126-127
• 攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果127-128

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 邊俠玲,姚日生;亞磷酸酯對聚氯乙烯的穩(wěn)定作用[J];安徽化工;1993年01期

2 吳茂英;N-(取代苯基)馬來酰亞胺對PVC的熱穩(wěn)定作用[J];精細(xì)石油化工;2000年03期

3 林蒞蒙;吳茂英;王鋒;;氰基胍作為PVC熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用[J];塑料;2012年02期

4 吳茂英;PVC用熱穩(wěn)定劑金屬皂的特性研究[J];現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用;2003年01期

5 李玉芳;伍小明;;PVC無毒熱穩(wěn)定劑的研究開發(fā)進(jìn)展[J];橡塑技術(shù)與裝備;2011年01期

6 梁玲;吳茂英;;N-(取代苯基)-N′-氰乙酰脲對PVC的熱穩(wěn)定作用——性能遞變規(guī)律與機(jī)理[J];中國塑料;2014年04期

  本文關(guān)鍵詞：新型多功能脲衍生物類PVC熱穩(wěn)定劑的設(shè)計、制備、應(yīng)用及穩(wěn)定機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：370743