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聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用塑料之一,产量用量极大,应用范围极广。但它热稳定性差,在加工过程中必需添加热稳定剂,以防止PVC变色、降解。相应地,PVC热稳定剂的发展与聚氯乙烯制品的发展息息相关。 有机锡热稳定剂是最佳、最有发展前景的PVC热稳定剂之一,高效、低(无)毒,尤其适用于透明和卫生制品。在我国,新型热稳定剂生产与应用远远跟不上PVC工业的发展,加快、加强新型有机锡热稳定剂的开发和应用研究已成为一种必然。研究开发单烷基有机锡稳定剂就是发展和完善有机锡热稳定剂的一个重要方法和途径。 本课题的目的就是通过合成一系列单烷基有机锡化合物并测试研究其作为PVC稳定剂的性能,从而期望获得一类整体性能有所改善的新的有机锡稳定剂。 本课题的研究思路是在有机锡中心Sn原子上的三个功能键上键接马来酸单酯或马来酸基团、月桂酸或硬脂酸基团、邻苯二甲酸(苯酐)单烷酯基团其中的一种、两种或三种而合成不同的单烷基有机锡化合物;并测试合成物对PVC性能的影响,考察这些基团是否体现出它们在二烷基有机锡中具有的性能优点。 本文首先研究了在无催化剂无溶剂条件下合成马来酸单辛酯和苯酐单辛酯的工艺条件,通过控制反应所需的温度和时间,合成了转化率比较高的产物。以单丁基氧化锡为基础原料,与上述四种键合基团反应合成了一系列作为PVC热稳定剂应用的单丁基羧酸酯类有机锡,并用红外光谱对合成物的结构进行了一定的表征以及测定了它们的基本物理性质;该合成实验原材料价廉易得,操作简易,工艺条件容易控制,便于实现工业化。此外,自行合成了相应基团的二丁基有机锡以作性能对比试验。 对合成物的静态热稳定性能测试结果表明,单纯的月桂酸(硬脂酸)、键接苯酐单辛酯基团的单丁基有机锡比相对应基团的二丁基有机锡的静态热稳定性能更好;单丁基锡的Sn原子上引入马来酸单辛酯,其对氯化氢的初期抑制作用差,但长期热稳定性和后期热稳定性很好,并增加了与树脂的相容性;Sn原子上引入苯酐单辛酯,其对氯化氢的初期抑制作用比较差,但长久耐热性和后期热稳定性非常好,并具有一定的增塑作用。在合成的单丁基锡化合物中,以月桂酸马来酸单辛酯苯研单辛酯单了基锡、一月桂酸二马来酸单辛酯单了基锡、一月桂酸二苯研单辛酯单了基锡、二月桂酸一马来酸单辛酯单丁基锡、二月桂酸一苯卧单辛酯单丁基锡、月桂酸马来酸单丁基锡、二月桂酸一硬脂酸单丁基锡这几种有机锡的热稳定性能比较优秀,更具应用价值。 本文最大的创新点就是在Sn原于上引入本研单辛酯基团合成有机锡化合物,分子上含有该基团的有机锡稳定剂的研究及应用尚未见诸报道。实验表明,含有该基团的有机锡稳定剂持久热稳定性能优异,具有一定增塑作用,很具应用推广价值。