稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑的合成、表征及在PVC材料中的應(yīng)用.pdf

1、本文簡(jiǎn)要論述了目前國(guó)內(nèi)外PVC工業(yè)發(fā)展概況，了解PVC的熱降解機(jī)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(wú)毒、價(jià)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(duì)聚合物材料中的填料進(jìn)行改性，提高材料與填料之間的粘結(jié)力，增強(qiáng)材料的性能，可謂是多功能助劑，而且我國(guó)稀土資源豐富，所以稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑在我國(guó)有很好的發(fā)展前景。本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)稀土羧酸鹽穩(wěn)定劑進(jìn)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(fù)分解法存在許多問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，本文對(duì)硬脂酸稀土合成方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用乙醇作溶劑合成了硬脂酸稀土，反應(yīng)速度快，產(chǎn)率較高。通過(guò)紅外光譜和粉末X-衍射(XRD)檢測(cè)硬脂酸稀土的結(jié)構(gòu)，并從硬脂酸稀土的DSC曲線可得，硬脂酸稀土的熔點(diǎn)在PVC的軟化點(diǎn)(75-85℃)和塑化溫度(130-150℃)之間，與PVC樹(shù)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(yīng)用。剛果紅法和熱烘法兩種熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)以及熱失重(TG)得出硬脂酸鑭對(duì)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硬脂酸稀土比鉛鹽易促進(jìn)PVC塑化，易于加工，其中硬脂酸鑭比硬脂酸鈰更易促進(jìn)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(duì)象，考察硬脂酸鑭對(duì)復(fù)合材料體系的影響。(a)PVC/CaCO<,3>體系：考察了硬脂酸鑭改性過(guò)的CaCO<,3>添加到P

4、VC材料中，對(duì)復(fù)合材料性能的影響。改性過(guò)的碳酸鈣明顯表現(xiàn)疏水性，當(dāng)改性的碳酸鈣填充量在(0-40份)范圍內(nèi)，可以提高PVC材料的沖擊強(qiáng)度。相對(duì)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(qiáng)度下降速度，同時(shí)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(nèi)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(duì)PVC/CPE/CaCO<,3>復(fù)合材料性能的影響，并與鉛

5、鹽穩(wěn)定體系進(jìn)行比較。使用CPE對(duì)鉛鹽和硬脂酸鑭兩個(gè)穩(wěn)定PVC/CaCO<,3>體系進(jìn)行增韌改性，發(fā)現(xiàn)CPE的用量增加，材料的沖擊強(qiáng)度隨之增大，而拉伸強(qiáng)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(qiáng)度、拉伸強(qiáng)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(fù)合材料的沖擊斷面SEM解釋了硬脂酸鑭提高復(fù)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(duì)于稀土二元羧酸鹽的研究較少，尤其是系統(tǒng)地對(duì)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(guò)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(cè)定產(chǎn)物的產(chǎn)率，并用紅外光譜和粉末X-衍射(XRD)檢測(cè)二元羧酸稀土鹽結(jié)構(gòu)。 (4)二元羧酸稀土鹽的應(yīng)用。通過(guò)剛果紅法和熱烘法兩種熱穩(wěn)定性試驗(yàn)以及熱失重(TG)研究了二元羧酸稀土鹽對(duì)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