论文部分内容阅读
聚氯乙烯（PVC）是世界上应用最广泛的合成树脂之一，因其性能优异、价格低廉而被广泛应用于人们生活的各个领域。但因其结构存在缺陷，导致了PVC在加工过程中稳定性差、易发生降解，所以在PVC的加工过程中必须加入热稳定剂。传统的热稳定剂通常含有铅、钡和铬等重金属元素，存在一定的毒性，且对环境造成严重污染。近年来，环境问题引起了人们的高度关注，研究和开发新型、环境友好和高效的热稳定剂已成为必然趋势，本文就液体PVC复合热稳定剂的制备及应用进行了系统研究。为克服传统复分解法制备金属盐导致大量废水排放的缺点，本论文采用固液“一步法”，合成了一系列环保异辛酸金属盐，并考察了反应物料比、温度、时间和促进剂加量等因素对其合成的影响，并得到了各金属盐工艺参数优化的合成条件。探究了主稳定剂异辛酸镁、异辛酸钠和异辛酸锌之间的复配性能，得到钠/锌二元复配体系的最佳复配比为Na/Zn=1/1（离子质量比）。在此配比的基础上，加入亚磷酸一苯二异辛酯（PDOP）、环氧大豆油（ESBO）、环氧脂肪酸甲酯（EFAME）和液体β-二酮等辅助热稳定剂后，寻找出了各组分之间最佳的协同作用。结果表明，以钠/锌为基础的多元复配体系中，当PDOP15%、ESBO10%和β-二酮3%时（占二元钠/锌体系质量比），复合体系的热稳定作用效果最优。利用热重分析仪对PVC及加入热稳定剂后的PVC体系进行了热分解动力学研究，由Doyle方程得到质量损失率α=30%、α=60%和α=80%下的PVC降解活化能，因活化能大小可以反应降解的难易程度，进而从理论上论证了热稳定剂对PVC的热稳定作用效果。对合成的液体Mg/Zn和液体Na/Zn复合热稳定剂产品进行了物理及化学性能的测定分析，得到产品的质量指标参数；经第三方检测机构对产品进行了安全与毒性评价，检测结果表明，RoHs六项检测、多环芳香烃（PAHs）和六种邻苯二甲酸酯检测均达到欧盟环保指标，液体Mg/Zn热稳定剂的LD50≈1260mg/Kg，液体Na/Zn复合热稳定剂的LD50≈1470mg/Kg，属于绿色环保产品。通过配方的设计与优化，得到应用于PVC软制品领域最优配方（质量百分比）：钾锌中间体62.5%、异辛酸钙12.5%、异辛酸锌5.0%、PDOP15.0%和β-二酮5.0%。该配方在180℃下的静态热稳定时间可达到65.4min，在模拟PVC手套生产加工中，200℃下动态塑化可以保持10min不变色，热稳定剂作用效果明显优于市场上的同类产品，该配方已进行工业化试产，并应用于PVC手套生产中，制品透明性能优良，且无气泡和析出等问题。