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锌酸钙、锌酸镁和水铝钙石均为片状或层状结构,且具有能够对聚氯乙烯(PVC)材料起到热稳定作用的元素和基团,有望在PVC中起到热稳定作用。加之其制备简单,成本低,对环境无污染。有望替代传统热稳定剂,成为无毒、廉价、高效的PVC热稳定剂新品种。本文采用不同的方法合成锌酸钙、锌酸镁以及水铝钙石,探索合成工艺对产物性能的影响,采用硬脂酸钠对锌酸钙和锌酸镁进行湿法表面改性,提高其在PVC中的相容性,通过静态热老化实验和刚果红法实验考察了单一热稳定剂对PVC热稳定性能的影响以及三者与协效稳定剂的协同作用,并初步探究了对PVC热稳定的作用机理。具体工作如下:(1)通过水浴晶化法和水热晶化法制备了锌酸钙,发现水浴晶化法制备的锌酸钙为平行四边形,晶形规则,粒径较大;而水热晶化法制备的锌酸钙样品,晶形不规则,粒径更小,含结晶水较少,与PVC相容性较好。硬脂酸钠对其改性的最佳条件为:时间120min、温度80℃、改性剂用量6%。结构表征说明硬脂酸钠并未改变锌酸钙的晶体结构,而是吸附于粒子表面而使其表面有机化。作为单一热稳定剂使用时,锌酸钙初期稳定性有待改善,长期热稳定性佳,但后期有“锌烧”现象出现。经硬脂酸钠改性后,热稳定时间延长。锌酸钙热稳定剂体系的最佳配比为PVC:DOP:锌酸钙:硬脂酸:硬脂酸钙:β-二酮=100:50:0.3:2:0.5:0.4(质量比)(2)水浴晶化法和水热晶化法均能制备出锌酸镁样品。经过X射线粉末衍射测试以及红外光谱验证,分析认为得到了正确晶体结构的锌酸镁。锌酸镁最佳改性条件为:时间150min、温度60℃、改性剂用量8%。锌酸镁热稳定剂体系的最佳配比为PVC:DOP:锌酸镁:硬脂酸:硬脂酸钙:p-二酮=100:50:0.3:2:0.6:0.5(质量比)(3)以四种不同方法都成功制备了水铝钙石晶体,但是晶型、结晶水以及杂质的含量有所区别。通过对比可知,以偏铝酸钠为铝源经水热晶化法合成的水铝钙石样品晶形最好、杂质峰很弱,最为合乎标准。水铝钙石作为单一稳定剂时,初期略有着色,而长期稳定性良好。水铝钙石热稳定剂体系的最佳配比为PVC:DOP:水铝钙石:硬脂酸:硬脂酸锌=100:50:4:4:0.5(质量比);最后,本文还对复合热稳定剂的热稳定机理进行了详细的探讨。