PVC基紫外線吸收劑的合成及其對PVC抗紫外光老化性能研究.pdf

1、聚氯乙烯（PVC）作為五大通用樹脂之一，因具備耐磨損、耐腐蝕、強度高、絕緣性能好、阻燃性能好、易加工改性且價格低廉等特點，在日常生活中有著十分普遍的應(yīng)用。然而，聚氯乙烯的穩(wěn)定性也較差，尤其在陽光下長時間暴露時，在紫外線的作用下，聚氯乙烯會發(fā)生不同程度的降解，產(chǎn)生光老化現(xiàn)象，造成各方面性能下降、資源浪費和環(huán)境污染等問題。2，4-二羥基二苯甲酮作為一種紫外光吸收劑，可以有效防御聚氯乙烯的光老化現(xiàn)象。然而，身為一種小分子紫外線吸收劑，在使用過

2、程中不可避免地會出現(xiàn)揮發(fā)、遷移等現(xiàn)象，使其光穩(wěn)定效果不能長久性發(fā)揮。因此，對于2，4-二羥基二苯甲酮小分子紫外光吸收劑進行化學(xué)改性，提高其在聚氯乙烯中的服役時間具有重要意義。
　　本論文首先利用點擊反應(yīng)制備出了PVC基紫外線吸收劑PUH并進行了元素分析、核磁、紅外和紫外測試。然后通過鋪膜的方法制備出PVC/PUH薄膜并進行人工條件下的加速光老化試驗，經(jīng)過黃色指數(shù)、質(zhì)量損失率和力學(xué)性能測試來研究聚氯乙烯宏觀光老化現(xiàn)象和接枝率、添加量

3、的影響。最后采用紫外、紅外、熱重、GPC和XPS的表征手段對聚氯乙烯在光老化過程中的微觀結(jié)構(gòu)進行分析，探究PVC基紫外線吸收劑PUH對聚氯乙烯光老化過程產(chǎn)生的影響。得出了以下結(jié)論：
　　1.首先利用NaN3取代PVC中的氯原子引入疊氮基團，然后在2,4-二羥基二苯甲酮的4號位的羥基上接入炔基，最后通過點擊反應(yīng)將炔基與疊氮基團鍵合成功制備出了接枝率分別為3.5％、9.6%和29.9%的P VC基紫外線吸收劑PUH。
　　2.黃

4、色指數(shù)、質(zhì)量損失率和力學(xué)性能的實驗結(jié)果表明，PUH可以在一定程度上降低材料的黃色指數(shù)和質(zhì)量損失率，提高材料的力學(xué)性能。與小分子紫外線吸收劑UV-531相比， PUH的耐久性得到了顯著提升。PUH的最適宜添加量和接枝率分別為0.4份和9.6%。
　　3.紫外結(jié)果表明加入PVC基紫外線吸收劑P UH，可以抑制不同長度的共軛雙鍵的生成，以n=2-3時的抑制效果明顯。羰基指數(shù)和交聯(lián)指數(shù)的變化表明PUH能夠抑制氧化反應(yīng)的進行且PUH具有一定

5、的捕捉自由基的功能。相比于純P VC, TG分析表明P UH可以在一定程度上提高材料的熱穩(wěn)定性。PUH能夠減少鏈斷裂反應(yīng)，因此減少了數(shù)均分子量、重均分子量的下降程度以及分子量分布的上升程度。XPS的結(jié)果也證明了P UH可以導(dǎo)致氧化反應(yīng)的降低和交聯(lián)反應(yīng)小幅度的增加。
　　4.通過與普遍使用的UV-531小分子型紫外線吸收劑對比，PUH的光穩(wěn)定效果得到了進一步提升。根本原因在于將紫外線吸收劑連接在PVC分子鏈段上之后，減少了小分子型紫

6、外線吸收劑本身由于揮發(fā)和遷移而造成的耗損，紫外線吸收劑的使用壽命的到了顯著提高，因此對光降解的抵抗能力更持久。
　　聚氯乙烯（PVC）作為五大通用樹脂之一，因具備耐磨損、耐腐蝕、強度高、絕緣性能好、阻燃性能好、易加工改性且價格低廉等特點，在日常生活中有著十分普遍的應(yīng)用。然而，聚氯乙烯的穩(wěn)定性也較差，尤其在陽光下長時間暴露時，在紫外線的作用下，聚氯乙烯會發(fā)生不同程度的降解，產(chǎn)生光老化現(xiàn)象，造成各方面性能下降、資源浪費和環(huán)境污染等問題

7、。2，4-二羥基二苯甲酮作為一種紫外光吸收劑，可以有效防御聚氯乙烯的光老化現(xiàn)象。然而，身為一種小分子紫外線吸收劑，在使用過程中不可避免地會出現(xiàn)揮發(fā)、遷移等現(xiàn)象，使其光穩(wěn)定效果不能長久性發(fā)揮。因此，對于2，4-二羥基二苯甲酮小分子紫外光吸收劑進行化學(xué)改性，提高其在聚氯乙烯中的服役時間具有重要意義。
　　本論文首先利用點擊反應(yīng)制備出了PVC基紫外線吸收劑PUH并進行了元素分析、核磁、紅外和紫外測試。然后通過鋪膜的方法制備出PVC/PU

8、H薄膜并進行人工條件下的加速光老化試驗，經(jīng)過黃色指數(shù)、質(zhì)量損失率和力學(xué)性能測試來研究聚氯乙烯宏觀光老化現(xiàn)象和接枝率、添加量的影響。最后采用紫外、紅外、熱重、GPC和XPS的表征手段對聚氯乙烯在光老化過程中的微觀結(jié)構(gòu)進行分析，探究PVC基紫外線吸收劑PUH對聚氯乙烯光老化過程產(chǎn)生的影響。得出了以下結(jié)論：
　　1.首先利用NaN3取代PVC中的氯原子引入疊氮基團，然后在2,4-二羥基二苯甲酮的4號位的羥基上接入炔基，最后通過點擊反應(yīng)將

9、炔基與疊氮基團鍵合成功制備出了接枝率分別為3.5%、9.6%和29.9%的P VC基紫外線吸收劑PUH。
　　2.黃色指數(shù)、質(zhì)量損失率和力學(xué)性能的實驗結(jié)果表明，PUH可以在一定程度上降低材料的黃色指數(shù)和質(zhì)量損失率，提高材料的力學(xué)性能。與小分子紫外線吸收劑UV-531相比， PUH的耐久性得到了顯著提升。PUH的最適宜添加量和接枝率分別為0.4份和9.6%。
　　3.紫外結(jié)果表明加入PVC基紫外線吸收劑P UH，可以抑制不同長

10、度的共軛雙鍵的生成，以n=2-3時的抑制效果明顯。羰基指數(shù)和交聯(lián)指數(shù)的變化表明PUH能夠抑制氧化反應(yīng)的進行且PUH具有一定的捕捉自由基的功能。相比于純P VC, TG分析表明P UH可以在一定程度上提高材料的熱穩(wěn)定性。PUH能夠減少鏈斷裂反應(yīng)，因此減少了數(shù)均分子量、重均分子量的下降程度以及分子量分布的上升程度。XPS的結(jié)果也證明了P UH可以導(dǎo)致氧化反應(yīng)的降低和交聯(lián)反應(yīng)小幅度的增加。
　　4.通過與普遍使用的UV-531小分子型紫