随着经济的发展和人民生活水平的提高,塑料的应用已成为市场上一个新的热点,在汽车、航空航天、电子器件、建筑材料、农业等领域已成为了一种必不可少的材料。众所周知,世界上五大通用塑料为:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂,其中聚氯乙烯的产量仅次于聚乙烯,为中国第一、世界第二,具有各种优异的性能,如机械强度高、透明性好、阻燃性强,良好的抗化学腐蚀性等,因此在化工、建筑、电子、农业等多个领域广泛应用。但由于在实际生产过程中,合成的聚氯乙烯链上总会存在不稳定的氯结构,致使其在加工受热过程中很容易分解产生氯化氢气体,影响产品的外观颜色和力学性能,耐热性较差;同时,聚氯乙烯材料在日光或强的荧光下,也会吸收紫外线发生自动氧化,使聚氯乙烯材料降解,因而光稳定性也较差。因此,改善聚氯乙烯的热稳定性和光稳定性对聚氯乙烯行业的发展尤为重要。目前,主要通过向聚氯乙烯材料中添加各种稳定剂来解决这一问题。本文合成了一种新型的PVC稳定剂,即邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯金属盐,包括邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐、邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐和邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐。这种新型的PVC稳定剂的结构特点为同时具有能起到热稳定性的金属皂结构和能起到光稳定性的受阻胺结构,因而这种稳定剂兼具有热稳定性和光稳定性。具体合成方法为:首先以邻苯二甲酸酐和2,2,6,6-四甲基哌啶醇为原料,通过酯化反应合成邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯中间产物,然后分别与氢氧化钠和无机金属盐发生复分解反应合成目标产物,并通过红外光谱和核磁共振谱图确定了产物。本文通过刚果红实验和紫外老化实验来分别测试这种新型的稳定剂对PVC的热稳定性和光稳定性。通过刚果红实验,我们发现:邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐、邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐和邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐对PVC均能起到热稳定作用,其热稳定效果顺序为邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐;本实验合成的三种邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯金属盐与硬脂酸锌均能产生协同效应,且比传统的硬脂酸钙/锌复合稳定剂效果强,其热稳定效果顺序为邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐/硬脂酸锌>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐/硬脂酸锌>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐/硬脂酸锌,且其最佳配比分别为5:5、5:5和7:3。通过紫外老化实验法,我们发现:邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐、邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐和邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐对PVC均起到光稳定作用,其光稳定效果顺序为邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯铈盐>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯镧盐>邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯钙盐,这是硬脂酸钙/锌等金属皂类热稳定剂所不具有的,但这三种邻苯二甲酸单四甲基哌啶醇酯金属盐与硬脂酸锌在PVC的光稳定性上没有协同效应。