含二苯甲酮结构PVC稀土稳定剂的制备及稳定性能的研究

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本文合成了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)和2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)两种稀土稳定剂,并对配合物进行了表征和分子式的确定。用刚果红试纸法和高温热老化箱,探讨了配合物以及配合物与硬脂酸锌(Zn St2)、硬脂酸钙(Ca St2)、季戊四醇(PE)复配对PVC热稳定性能的影响。结果表明:LBP和LBA单独添加到PVC中,热稳定时间为分别为37 min和16 min,对PVC的初期抗变色性和热稳定时间的提升效果并不理想。在二元复配中,两种稀土稳定剂与季戊四醇的协同效果最好,当LBP和LBA分别与季戊四醇复配比为3:2(质量比,下同)时,热稳定时间分别达到了64 min和37 min,在三元复配中,当LBP与Zn St2和PE的复配比为2:1:2时,热稳定时间为81min,LBA与Zn St2和PE的复配比为1:1:3时,热稳定时间为58min,所得到的两种三元复合稳定剂,对PVC的热稳定性效果最好。随后,用人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,测试了添加不同样品的PVC片材,在光老化过程中的失重率、色差值和力学性能的变化,来衡量样品对PVC光稳定性能的影响。结果表明:未添加样品的PVC片材在人工加速紫外老化10天后,失重率为8.1%,失重最为明显,而添加含LBP和含LBA的三元复合稳定剂(LBP:Zn St2:PE=2:1:2,LBA:Zn St2:PE=1:1:3)的PVC片材,老化10天后的失重率分别为2.7%和6.2%,失重明显降低,说明两种三元复合稳定剂提高PVC片材抗紫外线的能力更强,光稳定性好,通过色差值ΔE的变化,同样也反映出了两种三元复合稳定剂提高PVC的耐光老化性效果最好。在力学性能测试中,老化35天后,纯PVC的拉伸强度保留率为52.7%,而添加LBP和LBA的两种三元复合稳定剂的PVC,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,两种三元复合稳定剂提高PVC的光稳定性最佳。最后分别研究了稀土稳定剂的热稳定和光稳定性机理,结果表明:稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,生成氯化镧,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制双键的形成,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物,起到稳定的作用。
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