论文部分内容阅读
稀土热稳定剂是近年来快速发展起来的一类无毒、多功能化的绿色环保型热稳定剂,可以使得制品具有良好的热、光稳定性、透明性和加工性能。为了进一步提高稀土热稳定剂的效能,本课题设计将有机硫接入稀土热稳定剂中,并以稀土化学理论为指导,对含硫稀土热稳定剂与聚氯乙烯的作用机理进行研究。主要内容包括:
1.合成了一系列含硫有机稀土化合物,包括具有硫醚结构的三(十二硫基乙酸)镧和三(十二硫基乙酸)铈;具有硫醇结构的三(月桂硫醇)镧、三(巯基乙酸异辛酯)镧和三(苄基硫醇)镧;具有环硫醇结构的环巯基乙酸镧、环巯基丙酸镧。采用FT—IR、TGA、H1-NMR、ICP、元素分析等分析方法详细表征了合成产物,考察了原料配比等反应条件对合成产物的影响,并对反应条件进行了优化。
2.将合成的稀土硫醚化合物应用于聚氯乙烯的热稳定,采用刚果红试验、HAAKE转矩流变仪、恒温老化试验等多种方法,以金属皂、羧酸稀土作为对照,详细考察了有机稀土硫醚化合物的热稳定性能,研究了硫醚结构对热稳定性能的影响。结果表明:硫醚结构能够改善稀土羧酸盐的热稳定性能。稀土硫醚羧酸盐化合物由于稀土在聚氯乙烯降解过程中的配位吸附作用,使得聚合物基体产生着色现象,硫醚结构对聚氯乙烯的着色也有部分影响。稀土硫醚化合物阻止聚氯乙烯脱氯化氢的效果优于金属皂稳定剂,并且随着添加量的提高,阻止脱氯化氢的效果更显著。羧酸镧比羧酸铈的热稳定性能好,而通过对羧酸部分的硫醚化,镧盐的动态热稳定性能有了明显提高,可以作为聚氯乙烯热稳定剂或是聚氯乙烯复合热稳定剂的主体成分。制备过程中产生的少量存留的十二硫基乙酸钠杂质对稀土硫醚化合物的热稳定效果影响不大。
3.将合成的稀土硫醇化合物应用于聚氯乙烯的热稳定,采用刚果红试验、HAAKE转矩流变仪、恒温老化试验等多种方法,以有机锡、有机锑、羧酸稀土等稳定剂进行对照,详细考察了有机稀土硫醇化合物的热稳定性能,研究了硫醇结构对热稳定性能的影响。结果表明:稀土硫醇化合物具有明显的热稳定效果;它与聚氯乙烯树脂的相容性会影响到其对聚氯乙烯的热稳定效果;稀土硫醇化合物可应用于硬质和软质聚氯乙烯中,与众多塑料助剂共同使用而产生协同效应,但是不能与亚磷酸酯共用;稀土硫醇化合物具有着色性,不是聚氯乙烯降解所致,而是由于稀土自身形成配合物;稀土硫醇化合物对聚氯乙烯的显著的热稳定性能是由受热分解的稀土离子和烷硫基结构的低活性自由基分别作用于释放的氯化氢分子和聚氯乙烯主链而产生的;此外,稀土硫醇化合物的抗氧化性能也为其稳定聚氯乙烯作出了贡献。
4.将合成的环状有机硫醇稀土化合物应用于聚氯乙烯的热稳定,采用刚果红试验、HAAKE转矩流变仪、恒温老化试验等多种方法,考察了环状有机硫醇稀土化合物的热稳定性能,研究了分子结构对热稳定性能的影响,提出了对该结构稀土化合物进行进一步改进的研究方向。