有机锡铈钛复合物对聚氯乙烯热稳定性的影响

发布时间：2020-06-21 04:03

【摘要】：本文利用纳米二氧化钛(NT)的增强作用,采用预混和密炼加工技术,制备了含有机锡/铈金属皂/双季戊四醇/NT复合稳定剂的聚氯乙烯薄膜,并使用刚果红试验、烘箱静态老化法、非等温热失重(TG-DTG)、差示扫描量热法(DSC)、热重红外(TG-FTIR)和动态热机械分析(DMA)技术,分别对含(A)有机锡/铈金属皂/双季戊四醇/NT(0.5:0.5:1.0:5.0:1.0(偶联剂)份)、(B)有机锡/铈金属皂/双季戊四醇((0.5:0.5:1.0份)、(C)有机锡/铈金属皂(0.5:0.5份)、(D)有机锡(1.0份)和(H)空白样(无稳定剂)不同复合稳定剂作用下的PVC薄膜进行了表征和热稳定性试验,分别提出了含(A)和(B)PVC薄膜可能的热降解机理;研究的主要内容有:(1)采用刚果红在195℃下试验表明,不同PVC样品的初始变蓝时间由大到小分别为(A)49min、(D)32min、(B)30min、(C)24min和(H)6min。可见纳米二氧化钛(NT)对有机锡、铈金属皂和双季戊四醇及PVC复合体系具有显著的增强稳定作用;烘箱静态老化试验显示,在195℃下PVC薄膜的加热变黑循序分别为(A)200min、(B)150min、(D)130min、(C)100min和(H)20min;若将样品失重1%时的温度T_(1%)(℃)作为评定PVC薄膜热稳定性的标准之一,则失重1%时的温度由大到小依次为(A)(233.8℃)、(B)(226.6℃)、(D)(210.8℃)、(C)(202.0℃)和(H)(175.7℃)。可见含复合稳定剂(A)、(B)、(D)和(C)的PVC样品的耐热性均显著优于空白样(H)。(2)通过TG-DTG,表明:不同的PVC共混物的热降解的阶段分为两个阶段,第一阶段为170℃-375℃,第二阶段为375℃-550℃,第一阶段样品失重量(分解量)大于第二阶段的失重量(分解量)。通过热重-红外联用(TG-FTIR)技术对PVC热降解过程中的热降解产物以及挥发物分析,可知不同混合稳定作用下的PVC共混物的热降解产物基本上相同,主要释放的气体是H_2O、CO_2、芳烃(苯)、烃(CH_4)、HCl、酯以及氯代烃。由TG-FTIR的3D谱图,可知不同的PVC共混物热降解产生的CO_2的相对吸收峰强度随着稳定剂的不同有着明显的差异。(3)运用Friedman(FR)法,Kissinger-Akabira-Sunose(KAS)法,Flynn-Wall-Ozaw(FWO)法和Kissinger法,采用等转化率法分别对含(A)和(B)的PVC薄膜的热降解动力学进行了计算,获得了第一和第二阶段热降解的表观活化能E,含(A)和(B)的PVC薄膜分别为131.3、239.9kJ mol~(-1)及120.7、221.8 kJ mol~(-1);可见添加纳米二氧化钛颗粒后,(A)PVC薄膜较(B)PVC薄膜热降解的表观活化能显著增大,导致样品热稳定性增强;(4)采用Master-plot主图法分别推导了含(A)和(B)PVC薄膜在第一阶段热降解的最概然动力学机理,推断(A)存在F1机理模型,(B)存在R2机理模型。图[29]表[31]参[96]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ325.3
【图文】：

聚氯乙烯（PVC）是以氯乙烯为单体，按自由基聚合高聚合物，其分子结构单元应该是按照“头-尾”的规律顺列正常结构：反应发生时，由于在聚合过程中温度条件、引发剂、氧气用产生无法避免的副反应，导致实际 PVC 链结构上的某些遭到破坏，致使 PVC 结构分子中形成一定的结构缺陷，这 容易降解的重要原因，最常见的反常缺陷结构有支链、叔氯原子、烯丙基氯、末端和链内双键、含氧基团、不饱VC 的结构中存在较多缺陷，使的 PVC 容易发生降解。P用下发生热降解，还在光照（紫外光）、氯化氢、机械力性金属离子等外力环境作用下，也会加速 PVC 树脂的降C 的热降解过程

（c）图 2 PVC 制品的加工流程图Fig.2 Processing flow chart of PVC products照所给的实验配方，准确称取各个实验配方中各个组分的质量，称取称取好的稳定剂或助剂或填充剂及增塑剂混合搅拌 10min,使得称取

【参考文献】

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本文编号：2723480