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聚氯乙烯(PVC)制品因其具有优良的介电性能、耐酸碱腐蚀、绝缘、阻燃等优点,被广泛应用于工农业和人们生活中。尽管综合性能优良,但是其具有一个致命的缺点,即耐热性能很差。由于其链段结构中存在不可避免的缺陷结构,在加热至110℃以上时,PVC就会发生热降解,释放出HCl,制品颜色会发生变化,其力学性能也急剧下降,因此在加工过程中,必须加入热稳定剂,改善PVC树脂在加工温度下的热稳定性能,使其顺利加工成制品。稳定剂种类繁多,其中钙锌稳定剂因其无毒、高效、成本低廉等优点成为人们研究的热点。 本文利用水相体系制备了一种新型钙锌盐类—二羟甲基丙酸钙、二羟甲基丙酸锌。通过研究钙锌盐类制备过程中氧化钙、氧化锌与有机酸的投放比、水相反应体系中用水量对最终产率的影响,优化了合成工艺。结果表明:氧化钙与二羟甲基丙酸最佳摩尔比为1.2∶2,最佳用水量为60ml;氧化锌与二羟甲基丙酸最佳摩尔比为1.15∶2,最佳用水量为80~100ml。 利用刚果红、变色、流变等实验和热分析手段测试了新型盐类间的协同作用,并与硬脂酸钙、硬脂酸锌等传统钙锌盐类进行比较。初步探讨了新型盐类的作用机理,并与辅助稳定剂进行混合使用,优化了稳定剂配方、用量和混炼工艺。 通过与传统钙锌盐类比较发现,新型钙锌盐类是一种新型的高效热稳定剂,其具有良好的长期稳定性,但初期着色性略差。钙锌摩尔比为2∶1时,其刚果红实验测出的热稳定时间达到71min,远远高于硬腊酸钙/锌体系。通过对二羟甲基丙酸钙/锌盐类稳定机理的初步探讨,初步了解其性能优于传统钙锌体系的原因在于其盐类中的羟基基团能够在ZnCl2的催化作用下及时吸收HCl,降低PVC体系中的HCl浓度,抑制HCl的自催化作用。 水滑石/沸石、β-二酮、环氧大豆油作为辅助稳定剂,能够与新型盐类起到良好协同作用,改善PVC制品的初期及长期稳定性,通过研究其不同添加量对PVC稳定性能的影响,优化了热稳定剂配方,制备了高效、无毒的钙锌复合稳定剂。 利用制备的两种稳定剂与国内外同类产品在热稳定性能上进行比较,再次证明了其具备高效的热稳定性能,并且对稳定剂用量和混炼工艺进行了初步优化。