论文部分内容阅读
聚氯乙烯(PVC)由于自身的缺陷,其加工温度为180℃,而分解温度为130℃,因此在加工过程中需要添加热稳定剂,防止其在加工过程中的热分解。针对聚氯乙烯(PVC)热稳定剂生产与应用中存在的价格高、热稳定性差等问题,开展了水滑石的制备改性及其对PVC热稳定性能影响的研究。分析了不同有机金属盐对聚氯乙烯树脂热稳定性的影响;合成常规二元水滑石(LDHs);稀土三元水滑石和对水滑石进行表面活改性,通过对合成的三种水滑石进行傅里叶红外光谱仪(FTIR);X射线衍射仪(XRD);电子扫描显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)表征分析,研究三种水滑石的性能。通过添加到聚氯乙烯(PVC)材料中研究三种水滑石对其性能的影响。主要通过对加工成的聚氯乙烯树脂(PVC)进行热失重分析(TGA);SEM微观表征;刚果红测试;静态烘箱老化测试及抑烟性能的测试研究聚氯乙烯(PVC)加工助剂对其性能的影响。主要研究内容与结果如下:(1)在控制其他加工助剂不变的情况下,分别测试有机金属盐对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。研究发现在同等剂量的热稳定剂中乙酰丙酮钙的热稳定效果优于乙酰丙酮锌和乙酰丙酮铝。当有机金属类用量相同的情况下,乙酰丙酮钙-聚氯乙烯树脂的热稳定性能最佳,静态老化实验中,80min后聚氯乙烯树脂才变为棕色,刚果红测试时间为22min,拉伸强度为52MPa。乙酰丙酮钙与聚氯乙烯树脂的相容性较好,能够抑制聚氯乙烯的热分解及提高聚氯乙烯树脂的力学性能。(2)成功制备Mg-Al-LDHs二元水滑石,与稀土金属镧掺杂的三元水滑石LaLDHs。在合成水滑石时,随着水热时间和温度的增加,水滑石的晶型结构较好,但考虑到工业化生产与成本问题最终确定水滑石的水热温度为150℃,水热时间为10h。研究表明在水滑石中参杂稀土金属元素能有效的提高聚氯乙烯(PVC)的热稳定性。对比发现当La3+与Al3+的摩尔比为1:3时,水滑石在聚氯乙烯(PVC)中的热稳定效果达到最佳。根据刚果红测试结果显示,镧铝比为1:3时比常规水滑石添加到PVC中热稳定时间提高了20min。加镧的水滑石-聚氯乙烯树脂的热稳定性比常规水滑石抑烟效果好,PVC-LDHs烟密度为79%,镧铝比为1:3时的PVC-LaLDHs烟密度为55%,减小了24%。(3)将镧铝比为1:3的La-LDHs用十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、单烷基磷酸酯钾及脂肪酸的聚氧乙烯酯进行表面改性,经过XRD、FTIR和SEM分析十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠改性的水滑石破坏了水滑石原有的结晶状态,使得水滑石的晶型不再单一。而单烷基磷酸酯钾和脂肪酸聚氧乙烯酯基本不会破坏水滑石与原有的结构形态,且结晶性较好。经过力学拉伸测试改性后的水滑石与聚氯乙烯的拉伸强度在表面活性剂添加量仅为4%的情况下,其拉伸强度提高了80%,表面活性剂使得水滑石与聚乙烯的相容性得到了改善,提高了水滑石在聚氯乙烯中的分散性和流动性,进而提高了聚氯乙烯的机械性能。