论文部分内容阅读
水滑石(LDHs)是一种新型的纳米粒子,其特殊的组成决定了它对氯化氢气体具有吸收作用。常与其他辅助热稳定剂(如金属皂类等)复配形成复合热稳定剂用于PVC树脂。采用恒定pH值共沉淀法制得镁铝水滑石化合物(MgAl-CO3-LDHs)；并在原有的水滑石合成基础上,通过掺杂Ce3+于MgAl-CO3-LDHs主体层板上,合成出新型镁铝铈类水滑石(MgAlCe-CO3-LDHs),探讨了主要合成因素(如反应温度、pH值、不同铈铝摩尔比、陈化时间、陈化温度等)对水滑石晶体的成核、生长以及结晶形态生成的影响；采用硬脂酸钠对MgAl-CO3-LDHs和MgAlCe-CO3-LDHs进行表面湿法改性,提高其在PVC中的兼容性能；采用静态热老化试验和刚果红法试验比较了改性后的单MgAl-CO3-LDHs和MgAlCe-CO3-LDHs分别对PVC的热稳定性能的影响；并将MgAlCe-CO3-LDHs、CaSt2、ZnSt2进行复配,通过单因素轮换法得出对PVC热稳定性能良好的最佳工艺配方,最后对复合热稳定剂的热稳定机理进行了详细的探讨。具体进行了以下三方面的工作：1)采用恒定pH值共沉淀法制得MgAl-CO3-LDHs和MgAlCe-CO3-LDHs,探索了各种合成条件对合成产物形成的影响；通过XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA对MgAlCe-CO3-LDHs和MgAl-CO3-LDHs进行结构表征。结果表明,当控制溶液中n(Mg2+)／n(Al3+)=2：1,PH≥11,在85℃水浴反应4 h,110℃陈化8 h,能合成出水滑石化合物MgAl-CO3-LDHs。在上述MgAl-CO3-LDHs的合成的基础条件上,控制溶液中n(M2+)／n(M3+)=2：1,0.025≤(n(Ce3+)／n(Al3+)≤0.05,能制备出具有典型的水滑石结构的,结晶度高、结构完整、晶型单一的MgAlCe-CO3-LDHs。2)将硬脂酸钠对LDHs表面进行湿法改性,探索了各改性条件对改性效果的影响。实验表明,当控制硬脂酸钠的改性时间为120 min,改性温度为80℃,改性剂的用量为水滑石重量的6%时,水滑石活化度最大,即改性效果最好。采用XRD、FT-IR等对改性前后的LDHs进行表征。结果表明硬脂酸钠能与水滑石发生吸附作用,但水滑石的层状结构没有被破坏,层间距也不发生变化,证明硬脂酸钠仅改性水滑石表面,而没有插入到水滑石层间。3)采用静态热老化试验和刚果红法试验探索了改性后的单一水滑石、以及水滑石复合物对PVC树脂的热稳定性能的影响。比较发现单一MgAlCe-CO3-LDHs对PVC的热稳定效果明显优于MgAl-CO3-LDHs。当控制铈铝摩尔比为0.075, MgAlCe-CO3-LDHs的用量为3 phr时,PVC样品的热稳定时间约为158 min。随后将MgAlCe-CO3-LDHs、CaSt2和ZnSt2进行复配,通过单因素轮换法得出,当PVC:DOP:CaSt2:ZnSt2:MgAlCe-CO3-LDHs=100:50：0.3：1.0：3(质量比)时,PVC样品初后期热稳定效果都得到最大改善,热稳定时间延长到约190 min。最后,本文还对复合热稳定剂的热稳定机理进行了详细的探讨。