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随着人们环保和健康意识的增强,PVC塑料热稳定剂正朝着低毒、无污染和高效等方向发展。钙/锌类稳定剂是世界上公认的无毒、环保型热稳定剂,是复合稳定剂中最活跃的领域。
本论文分两大部分工作,主要研究内容和结果如下:
1.二元羧酸钙锌盐PVC热稳定剂的研究。通过碱中和法制备了戊二酸钙、戊二酸锌、已二酸钙、已二酸锌、癸二酸钙、癸二酸锌和复分解反应法制备了二聚酸钙,并通过红外检测和元素分析证明了其结构,采用刚果红法、热烘法以及氯化氢放出量的测定研究了它们对PVC的热稳定作用。结果表明,二元羧酸盐都有不同程度的热稳定性。二元羧酸钙盐的长期稳定性较好,尤其是癸二酸钙因其金属含量高和与PVC糊的相溶性相对较好使其亦具有相对较好的初期热稳定性。而由于二元羧酸锌盐中锌含量较高造成了二元羧酸锌在单独使用时的“锌烧”现象较严重。本部分同时研究了二元羧酸锌与季戊四醇、亚磷酸脂以及硬脂酸钙并用的稳定效果,证明它们之间具有良好的协同作用,尤其是癸二酸锌在配合硬脂酸钙、亚磷酸脂使用时,性能优异,具有良好的应用前景。
2.混合酸钙盐类PVC热稳定剂的研究。本部分首先以不饱和高级脂肪酸,双氧水,冰醋酸为原料,浓硫酸为催化剂进行环氧化反应,生成的环氧脂肪酸。然后将环氧脂肪酸分别和另一种碳链长度不同的单元酸(硬脂酸、正十四酸、月桂酸、正辛酸等)按照1:1的摩尔比来搭配,并以DOP作为反应介质,在催化剂的作用下制备出了在PVC中相容性好的混合酸钙盐。然后进一步测试了以不同单元酸为原料制备的混合酸钙盐对PVC的热稳定性。结果表明,不同碳链长度的单元酸与环氧脂肪酸搭配,得到的混合酸钙稳定效果不同,由碳链较短的酸制备的稳定剂稳定效果较好;本实验化学复合法制备的混合酸钙的热稳定效果比由简单物理混合制备的相同成分的单元羧酸钙盐的稳定效果好的多;可溶性混合羧酸钙与硬脂酸锌具有良好的协同作用,两者最佳质量比为4:1。