开发环境友好的聚氯乙烯/LaSt3(CeSt3)/叶酸改性纳米二氧化钛复合材料,取代和降低有机锡(OT)的使用量,研究其热稳定性和热分解动力学,可望从理论上阐明该纳米复合材料的稳定规律。本文合成了叶酸(FA)改性纳米二氧化钛(NT)络合物,采用共混法制备了 PVC/DOTP/FA-NT/LaSt3/OT 和 PVC/DOTP/FA-NT/CeSt3/OT复合薄膜材料,使用热重分析仪、电导率仪、傅里叶变换红外等仪器对该薄膜材料进行了表征和性能测定,并对纳米复合薄膜材料进行了动力学分析。实验结果如下:制备的聚合物-纳米金属颗粒复合物(PVC/DOTP/F A-NT/LaSt3/OT及PVC/DOTP/FA-NT/CeSt3/OT薄膜材料,较各添加剂FA-NT、LaSt3、CeSt3和OT单独使用,具有更强的耐热稳定性;对不同添加量的FA(5%)-NT络合物,按照PVC:FA(5%)-NT=100:1.0、3.0、5.0份不同比例制备了相应的薄膜材料。结果表明添加1.0份的FA/NT较3.0和5.0份,其纳米复合材料的耐热稳定性显著提高;随着FA/NT量的增加,其与PVC聚合物的相容性显著下降。热重分析结果显示,不同 PVC/DOTP/FA-NT/LaSt3/OT 及PVC/DOTP/FA-NT/CeSt3/OT纳米复合材料的热降解经历两个阶段,第一阶段发生在190-240℃区间,其间发生了大量脱氯化氢反应,是质量损失的主要阶段;第二阶段发生在240-550℃区间,主要是共轭双建的生成;与添加1份有机锡的PVC薄膜相比添加1份改性纳米二氧化钛的PVC纳米复合材料的初始分解温度明显向高温区偏移;热重红外结果表明该复合稳定剂的组合显著抑制了脱氯化氢反应的发生和芳烃、酯类及二氧化碳的产生。动力学分析表明,PVC/DOTP/FA-NT/LaSt3/OT复合薄膜材料(L1)在第一和第二阶段热降解的平均表观活化能分别为122.40和260.11kJ/mol,较对照样(L0)分别增加 1.76和8.09 kJ/mol。PVC/DOTP/FA-NT/CeSt3/OT复合薄膜材料(C1)在第一和第二阶段热降解的平均表观活化能分别为133.8和271.7kJ/mol,第一阶段较对照样(C0)增加3.36 kJ/mol,这表明L1和C1分别较L0和C0热降解的表观活化能呈增加趋势,导致其耐热稳定性提高。采用数值优化软件对PVC薄膜材料TG数据进行模拟计算,当升温速率为5、10、15和20℃/min时,在氮气气氛中,获得了不同样品L0、L1、C0及C1在第一阶段热降解可能的微分机理函数分别为:L0:f(α)=(1-α)0.98α-2[-ln(1-α)]-0.87L1:f(α)=(1-α)103α-1.98[-ln(1-α)]-0.97C0:f(α)=(1-α)0.96α-1.52[-ln(1-α)]-1.28C1:f(α)=(1-α)1.06α1.99[-ln(1-α)]-1.28图[38]表[28]参[92]