有機酸（有機）金屬鹽對PVC的熱穩(wěn)定性能遞變規(guī)律與機理的研究.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，在全球范圍內，PVC樹脂的需求量列于聚乙烯、聚丙烯之后居第三位。具有機械強度高、電絕緣性良好、耐腐蝕和難燃燒等的優(yōu)點，可生產出各種各樣的塑料制品。但是，PVC存在不穩(wěn)定的結構，不添加任何熱穩(wěn)定劑就會在加工過程中降解，脫出HCl，嚴重的還會發(fā)生黑化現(xiàn)象。因此，熱穩(wěn)定劑對PVC的加工是不可或缺的。隨著環(huán)保型熱穩(wěn)定劑獲得了更多的發(fā)展動力和市場需求，PVC熱穩(wěn)定劑的研究趨勢必然是高效的、性價比高的、無毒或低

2、毒的環(huán)保型熱穩(wěn)定劑。
　　本學位論文通過有機酸（有機）金屬對PVC熱穩(wěn)定性能的研究，闡明其熱穩(wěn)定遞變規(guī)律，解析其確切的作用機理，為尋找性能優(yōu)異、環(huán)保無毒的熱穩(wěn)定劑提供方向。本學位論文的主要研究內容及結果如下:
　　1.參照文獻的方法合成了幾種對取代苯甲酸金屬鹽并對其進行了熔程和紅外測定，研究了其作為PVC熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性能。結果表明:
　　(1)同一金屬的對取代苯甲酸鹽的熱穩(wěn)定性能隨取代基常數(shù)的增大而提高。同一對取代苯

3、甲酸金屬鹽的熱穩(wěn)定性能隨金屬離子的極化力的增強而提高。對取代苯甲酸金屬鹽對PVC熱穩(wěn)定性能的遞變規(guī)律可以統(tǒng)一為:隨分子中與羧酸根羰基C原子相連基團吸電子性的增強，熱穩(wěn)定性能提高。
　　(2)對取代苯甲酸金屬鹽應該是通過其帶正電荷的羧酸根羰基C原子和（或）金屬離子作為親電中心與PVC發(fā)生親電反應而抑制PVC變色的。對取代苯甲酸金屬鹽并不適用于傳統(tǒng)Frye和Horst熱穩(wěn)定作用機理。但是，PVC熱穩(wěn)定劑的確切作用機理還需進一步的研究加

4、以闡明。
　　2.參照文獻的方法合成了對取代苯甲酸二烷基錫，并對其進行了熔程和紅外測定，研究了其作為PVC熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性能。結果表明:
　　(1)對取代苯甲酸二丁基錫對PVC的熱穩(wěn)定性能具有隨取代基常數(shù)的增大而提高的遞變規(guī)律。正丁基(n-C4H9)和正辛基(n-C8H17)的電子效應相近，同一羧酸的二丁基錫和二辛基錫鹽具有相似的熱穩(wěn)定性能。上述遞變規(guī)律可更具本質意義地表述為:對取代苯甲酸二烷基錫的熱穩(wěn)定性能隨取代基(R')

5、的吸電子性的增強而提高，也就是隨分子中與羧酸根羰基C原子相連基團吸電子性的增強而提高。
　　(2)由于烷基的吸電子性小于苯基，月桂酸二烷基錫的熱穩(wěn)定性能不如相應苯甲酸二烷基錫;
　　(3)對取代苯甲酸二烷基錫抑制PVC變色應該是通過其帶正電荷的羧酸根羰基C原子和（或）二烷基錫離子作為親電中心與PVC發(fā)生親電反應而實現(xiàn)的。這就表明，關于熱穩(wěn)定劑作用機理的傳統(tǒng)Frye和Horst理論不適用于對取代苯甲酸二丁基錫，其熱穩(wěn)定劑的確切

6、作用機理還需作進一步的研究加以闡明。
　　3.參照文獻的方法合成了二元羧酸二丁基錫，并對其進行了熔程和紅外測定，研究了其作為PVC熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性能。結果表明:
　　(1)二元羧酸二丁錫對PVC的熱穩(wěn)定性能具有隨羧酸根的電離常數(shù)的增大而提高的遞變規(guī)律。馬來酸二丁基錫和馬來酸單丁酯二丁基錫能與PVC分子中共軛雙鍵發(fā)生分子間Diels-Alder環(huán)加成反應，從而破壞其共軛結構，抑制變色。二元羧酸二丁錫的熱穩(wěn)定遞變規(guī)律可統(tǒng)一為:二

7、元羧酸二丁錫的熱穩(wěn)定性能隨分子中與羧酸根的吸電子性的增強而提高。
　　(2)根據(jù)其熱穩(wěn)定性能遞變規(guī)律和分子結構特點推測，二元羧酸二丁錫抑制PVC變色應該是通過其帶正電荷的羧酸根羰基C原子和（或）二烷基錫離子作為親電中心與PVC發(fā)生親電反應而實現(xiàn)的。這就表明，關于熱穩(wěn)定劑作用機理的傳統(tǒng)Frye和Horst理論不適用于二元羧酸二丁錫，熱穩(wěn)定劑的確切作用機理還需作進一步的研究加以闡明。
　　4.參照文獻方法合成了對取代苯硫酚二丁基

8、錫，并對其進行了熔程和紅外測定，研究了其作為PVC熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性能。結果表明:
　　(1)對取代苯硫酚二丁基錫對PVC的熱穩(wěn)定性能具有隨苯環(huán)對位取代基的取代基常數(shù)的增大而提高的遞變規(guī)律。上述遞變規(guī)律可統(tǒng)一為:隨對取代苯硫酚二丁基錫的苯環(huán)對位取代基的吸電子性的增強，熱穩(wěn)定性能提高。對取代苯硫酚具有與對苯硫酚二丁基錫相似的遞變規(guī)律。同一取代基的對取代苯硫酚的熱穩(wěn)定性能比對取代苯硫酚二丁基錫差。因為Sn2+是(18+2)電子構型的離子

9、，具有很強的極化力，對取代苯硫酚形成二丁基錫鹽之后，引入了吸電子性很強的Sn2+離子，對取代苯硫酚二丁基錫中帶正電荷的C原子吸電子性增強，熱穩(wěn)定性能提高。
　　(2)根據(jù)對取代苯硫酚二丁基錫的熱穩(wěn)定性能遞變規(guī)律和分子結構特點推測，對取代苯硫酚二丁基錫抑制PVC變色應該是通過其帶正電荷的C原子和（或）二烷基錫離子作為親電中心與PVC發(fā)生親電反應而實現(xiàn)的。這就表明，關于熱穩(wěn)定劑作用機理的傳統(tǒng)Frye和Horst理論不適用于對取代苯硫酚