稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑的合成、表征及在PVC材料中的應用.pdf

1、本文簡要論述了目前國內外PVC工業(yè)發(fā)展概況，了解PVC的熱降解機理及熱穩(wěn)定劑的作用，闡述了PVC穩(wěn)定劑的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景。其中稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑無毒、價廉、穩(wěn)定效果好，而且稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑具有偶聯(lián)作用，可以對聚合物材料中的填料進行改性，提高材料與填料之間的粘結力，增強材料的性能，可謂是多功能助劑，而且我國稀土資源豐富，所以稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑在我國有很好的發(fā)展前景。本文主要從以下幾個方面對稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑進行研究： (1)硬脂酸稀土

2、的合成和表征。硬脂酸稀土是最常用的稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑之一，但其合成工藝沿用傳統(tǒng)復分解法存在許多問題，針對這些問題，本文對硬脂酸稀土合成方法進行了改進，采用乙醇作溶劑合成了硬脂酸稀土，反應速度快，產率較高。通過紅外光譜和粉末X-衍射(XRD)檢測硬脂酸稀土的結構，并從硬脂酸稀土的DSC曲線可得，硬脂酸稀土的熔點在PVC的軟化點(75-85℃)和塑化溫度(130-150℃)之間，與PVC樹脂有很好的相容性，從而具有良好的熱穩(wěn)定性。 (

3、2)硬脂酸稀土的應用。剛果紅法和熱烘法兩種熱穩(wěn)定性實驗以及熱失重(TG)得出硬脂酸鑭對PVC熱穩(wěn)定效果比硬脂酸鈰的熱穩(wěn)定效果好，并且流變實驗發(fā)現(xiàn)硬脂酸稀土比鉛鹽易促進PVC塑化，易于加工，其中硬脂酸鑭比硬脂酸鈰更易促進PVC的塑化。比較上面的性能，硬脂酸鑭的熱穩(wěn)定性和加工性能優(yōu)于硬脂酸鈰，所以選性能好的硬脂酸鑭為研究對象，考察硬脂酸鑭對復合材料體系的影響。(a)PVC/CaCO<,3>體系：考察了硬脂酸鑭改性過的CaCO<,3>添加到P

4、VC材料中，對復合材料性能的影響。改性過的碳酸鈣明顯表現(xiàn)疏水性，當改性的碳酸鈣填充量在(0-40份)范圍內，可以提高PVC材料的沖擊強度。相對于未改性的碳酸鈣，改性的碳酸鈣可以減緩PVC材料的拉伸強度下降速度，同時還改善了材料的加工性能，并從SEM解釋了硬脂酸鑭改性碳酸鈣在一定填充量范圍內提高材料性能的原因。(b)PVC/CPE/CaCO<,3>體系：考察了硬脂酸鑭作為穩(wěn)定劑，對PVC/CPE/CaCO<,3>復合材料性能的影響，并與鉛

5、鹽穩(wěn)定體系進行比較。使用CPE對鉛鹽和硬脂酸鑭兩個穩(wěn)定PVC/CaCO<,3>體系進行增韌改性，發(fā)現(xiàn)CPE的用量增加，材料的沖擊強度隨之增大，而拉伸強度、洛氏硬度和耐熱性都有所下降，加工性能變好，其中硬脂酸鑭體系的沖擊強度、拉伸強度和耐熱性能均好于鉛鹽體系，兩穩(wěn)定體系的洛氏硬度差別不大，并從復合材料的沖擊斷面SEM解釋了硬脂酸鑭提高復合材料性能的原因。 (3)二元羧酸稀土鹽的合成和表征。常用稀土穩(wěn)定劑的品種主要有硬脂酸稀土鹽、苯

6、甲酸稀土鹽等一元羧酸稀土鹽，但對于稀土二元羧酸鹽的研究較少，尤其是系統(tǒng)地對二元羧酸稀土正鹽和二元羧酸稀土堿式鹽的研究更少。本文通過雙滴加法制備了一系列二元羧酸稀土鹽，采用稀土離子滴定測定產物的產率，并用紅外光譜和粉末X-衍射(XRD)檢測二元羧酸稀土鹽結構。 (4)二元羧酸稀土鹽的應用。通過剛果紅法和熱烘法兩種熱穩(wěn)定性試驗以及熱失重(TG)研究了二元羧酸稀土鹽對聚氯乙烯(PVC)熱穩(wěn)定作用，并與硬脂酸稀土、二聚酸鈣等熱穩(wěn)定劑作了