含有機(jī)錫組分聚合型PVC熱穩(wěn)定劑的合成研究.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，但是其熱穩(wěn)定性差，在加工溫度下易發(fā)生脫氯化氫形成共軛多烯，導(dǎo)致顏色加深，進(jìn)而深度交聯(lián)，失去力學(xué)性能，需要添加熱穩(wěn)定劑。PVC的熱分解是從不穩(wěn)定氯原子上引發(fā)的一種鏈?zhǔn)矫撀然瘹浞磻?yīng)，生成共軛多烯，同時氯化氫對PVC降解有自動催化作用。各種熱穩(wěn)定劑對PVC的作用機(jī)理各不相同，主要包括吸收氯化氫，置換不穩(wěn)定氯，阻斷共軛多烯結(jié)構(gòu)形成等。目前的穩(wěn)定劑主要包括鉛鹽類、金屬皂類和有機(jī)錫類等。鉛鹽類穩(wěn)定劑毒性大，易造

2、成環(huán)境污染等問題，有機(jī)錫類成本較高，金屬皂穩(wěn)定劑要么有一定毒性，要么熱穩(wěn)定性不好。隨著全球環(huán)保要求越來越高，研究新型、高效、無毒性的熱穩(wěn)定劑是非常重要的。
　　 本課題的目的就是通過分子設(shè)計(jì)，合成一系列含馬來酸二烷基錫組分高分子化合物，從而期望獲得一類綜合性能優(yōu)異的聚合型穩(wěn)定劑。
　　 本課題的研究思路是，基于以往小分子型的熱穩(wěn)定劑有壓析、遷移、分散不好等問題，設(shè)計(jì)一種高分子化合物，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：高分子化合物的結(jié)構(gòu)上具有

3、抑制PVC初期熱分解的結(jié)構(gòu)單元和抑制PVC中、長期熱降解的穩(wěn)定組份，以及具有與PVC有較好相容性的共聚組份。使得PVC穩(wěn)定體系在加工時熱穩(wěn)定劑與PVC的相容性好、容易分散。當(dāng)PVC初期受熱分解時，分子鏈上的初期穩(wěn)定官能團(tuán)起作用，抑制其分解。隨著受熱時間延長，PVC發(fā)生中、長期受熱分解，此時穩(wěn)定劑分子鏈上的中長期穩(wěn)定官能團(tuán)起作用，抑制其分解。這樣在熱穩(wěn)定劑保證穩(wěn)定效率的前提下，盡量使穩(wěn)定劑中價格較貴的金屬含量相對降低，并且熱穩(wěn)定作用范圍比

4、單一小分子型熱穩(wěn)定劑更為全面。
　　 本論文以二丁基氧化錫，二辛基氧化錫，馬來酸酐，苯胺，對氯苯胺，對硝基苯胺等為原料，分別合成了馬來酸二丁基錫(DBTO)，馬來酸二辛基錫(DOTO)，N-苯基馬來酰亞胺(PMD，N-對氯苯基馬來酰亞胺(N-p-CIPMD，N-對硝基苯基馬來酰亞胺(N-p-NOPMD等含不飽和鍵的化合物。再以DBTO，DOTO，PMI，N-p-CIPMI，N-p-NOPMI，苯乙烯，丙烯酸甲酯等為單體，合成了馬

5、來酸二丁基錫/苯乙烯二元共聚物{P(DBTM/St)}，馬來酸二丁基錫/苯乙烯/丙烯酸甲酯三元共聚物{P(DBTMISt/MA)}，馬來酸二丁基錫/苯乙烯/N-苯基馬來酰亞胺三元共聚物{P(DBTM/St/NPMI)}，馬來酸二丁基錫/苯乙烯/N-對氯苯基馬來酰亞胺三元共聚物{P(DBTM/St/NCIPMI)}，馬來酸二丁基錫/苯乙烯/N-對硝基苯基馬來酰亞胺三元共聚物{P(DBTM/St/NNOPMI)}，馬來酸二辛基錫/苯乙烯二元

6、共聚物{P(DOTM/St)}，馬來酸二辛基錫/苯乙烯/丙烯酸甲酯三元共聚物( P(DOTM/St/MA))，馬來酸二辛基錫/苯乙烯/N-苯基馬來酰亞胺三元共聚物{ P(DOTMISt/NPMI)}，馬來酸二辛基錫/苯乙烯/N-對氯苯基馬來酰亞胺三元共聚物P(DOTM/St/NCIPMI)份的PVC體系的熱解活化能較不加入的純PVC的活化能提高5～15(kJ/mol)，說明熱穩(wěn)定劑起到了穩(wěn)定作用。通過紫外光譜儀研究了PVC穩(wěn)定體系脫氯化

7、氫形成共軛多烯情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定劑對PVC分子鏈上的共軛多烯的形成有抑制作用，利用紅外光譜對高分子型熱穩(wěn)定劑置換PVC上不穩(wěn)定的氯原子的情況進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定劑在PVC分子鏈引入酯鍵，并進(jìn)行了其熱穩(wěn)定機(jī)理的研究。
　　 研究結(jié)果表明，在本文合成的系列聚合型穩(wěn)定劑中，P(DBTM/St/MA)共聚物和P(DOTM/St/MA)共聚物對PVC的熱穩(wěn)定性較好，用其加工得到的PVC材料的力學(xué)性能也較好，說明這二種聚合型穩(wěn)定劑最具