论文部分内容阅读
水滑石是一类具有超分子层状结构的化合物,因其具有酸碱可调、无毒、价廉等优点,可以作为PVC热稳定剂的新品种,有望替代传统的铅盐类、金属皂类和有机锡类热稳定剂。但由于水滑石亲水性强、在PVC中分散性与相容性较差、热稳定性不够高,因此需要对其进行改性。首先,用共沉淀法制备了层间具有不同无机阴离子的镁铝水滑石Mg Al-X LDH(X=CO32-、NO3-、Cl-和SO42-),采取X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和比表面分析（BET）对所得样品的结构进行表征分析,通过吸附实验和热稳定实验考察了镁铝投料比、层间阴离子对Mg Al-X LDH吸附HCl性能、PVC热稳定性能的影响,同时探究了水滑石的热稳定作用机制。结果表明,所得水滑石具有较高的结晶度,呈规整的六边形薄片状,粒径分布较窄,晶粒尺寸约为120～275nm;层间阴离子对水滑石吸附HCl和PVC热稳定性影响较大,水滑石吸附HCl量越大、对PVC的热稳定性能就越好;且遵循以下规律:镁铝投料比Mg/Al=3>Mg/Al=2>Mg/Al=4,层间阴离子CO32->NO3->Cl->SO42-。XPS和BET分析表明,Mg Al-X LDH与PVC热降解过程中释放的HCl发生表面吸附和孔吸附,从而限制了HCl对PVC降解的自催化作用,使PVC的热稳定性能提升。其次,以对苯二甲酸为改性剂,对投料比为3的Mg Al-CO3 LDH进行改性,讨论了晶化时间和温度、p H、溶剂等因素对改性水滑石性能的影响。结果表明,以10%（vol）乙二醇（EG）水溶液作介质,在p H=7、150℃下对Mg Al-CO3 LDH晶化改性8h得到的PTA-Mg Al-CO3 LDH性能较好,对HCl的饱和吸附量为84mg/g,能使PVC的刚果红和静态热老化时间较改性前分别提高了38.5%、48.0%。XRD及FT-IR结果表明,对苯二甲酸插入到水滑石的层间、部分取代了层间原有的碳酸根离子,改善了水滑石与PVC的相容性,使水滑石表面的活性位点增多对HCl的吸附能力增强,从而使PVC的初期热稳定性和长期热稳定性都得到较大的提高。最后,以硬脂酸钠为改性剂,对投料比为3的Mg Al-CO3 LDH进行改性,讨论了晶化时间、晶化温度、搅拌时间、搅拌温度、p H、溶剂等因素对改性水滑石性能的影响。结果表明,在p H=4、20%（vol）乙二醇（EG）水溶液作介质,在40℃下搅拌2h、130℃下对Mg Al-CO3 LDH晶化改性8h得到的St-Mg Al-CO3 LDH的性能较好,其表面活化度可达99%,能使PVC的刚果红和静态热老化时间较改性前分别提升24.1%、48%。XRD及FT-IR结果表明,St-Mg Al-CO3 LDH的层间阴离子仍为碳酸根离子,硬脂酸钠仅吸附在St-Mg Al-CO3 LDH的表面上,并使其表面实现有机化、提高了与PVC的相容性。