论文题目: 层状与超分子插层结构热稳定剂的组装及结构和性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 应用化学
作者: 林彦军
导师: 段雪
关键词: 热稳定剂,超分子组装,马来酸插层,热稳定作用机理,有效作用半径
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚氯乙稀（PVC）树脂是一种应用广泛的热塑性塑料,但其热稳定性很差,必须加入一定数量的热稳定剂以提高其热稳定性。目前使用的热稳定剂主要以铅盐类、金属皂类、有机锡类等含重金属品种为主,会给人类健康带来长期危害,随着环保意识的加强,世界各国逐步开始对重金属进行限制甚至禁止使用,因此无毒、无污染、复合和高效成为PVC热稳定剂的发展方向。 层状双金属氢氧化物（LDHs）是一种典型的阴离子型层状化合物,由于其层板表面具有碱性,可以吸收PVC热分解释放出的HCl,同时层间CO32-可以和Cl-进行离子交换,从而达到吸收HCl、抑制PVC自催化分解和稳定PVC的效果。由于LDHs的特定性能及其层板主体和层间客体的可调控性,以及无毒、制备简单等特点,使得将LDHs及其超分子插层产物作为PVC热稳定剂具有良好的应用前景。 本文利用成核/晶化隔离法制备了MgAl-CO3-LDHs,研究了其对PVC的热稳定效果。结果表明MgAl-CO3-LDHs对PVC具有较好的长期热稳定作用,添加2phr可以使PVC的热稳定时间达到103min以上;MgAl-CO3-LDHs与硬脂酸钙和硬脂酸锌具有良好的协同热稳定作用,复合使用可以克服MgAl-CO3-LDHs对PVC初期着色性差的缺点。根据LDHs的结构特点,进一步研究发现调变层板主客体会影响羟基与HCl的反应速率和离子交换反应的进行,对PVC产生不同的热稳定效果。 LDHs主体层板中Mg元素具有较小的电负性,减小其含量,有利于降低层板对羟基的作用力,增强层板对HCl的吸收;Zn元素具有较大的电负性,并且可以通过置换PVC中不稳定的烯丙基氯抑制其自催化分解的进行,因此将其引入LDHs层板可以达到改善PVC热稳定性的目的。层板中二价和三价金属离子比例的改变,会导致层板电荷密度的改变,减小它们的比例能够增大层板电荷密度,有利于增强Cl-进入层间的驱动力,加速离子交换反应,提高PVC的热稳定性。因此本文对LDHs层板主体进行调控,调整层板元素比例并将Zn元素引入层板制得
论文目录:
第一章 文献综述
1.1 PVC树脂的热稳定性分析
1.2 PVC热稳定剂研究的历史、现状和前沿发展状况
1.2.1 PVC热稳定剂研究的发展历史与现状
1.2.2 热稳定剂的种类
1.3 LDHs的结构、性质、制备及表征方法
1.3.1 层状LDHs的结构与性能
1.3.2 插层结构LDHs的组装及性能
1.3.3 LDHs的表征方法
1.4 LDHs对PVC的热稳定作用研究
1.5 论文选题目的和意义
1.6 论文研究的主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料
2.2 实验内容
2.2.1 MgAl-LDHs的制备
2.2.2 MgZnAl-LDHs的制备
2.2.3 马来酸根插层LDHs的制备
2.2.4 PVC热稳定性测试
2.3 样品表征
第三章 层状LDHs的制备及其对PVC的热稳定作用研究
3.1 MgAl-CO_3-LDHs的制备
3.1.1 MgAl-CO_3-LDHs的晶相结构表征
3.1.2 MgAl-CO_3-LDHs的IR分析
3.1.3 MgAl-CO_3-LDHs的行为热分析
3.2 MgAl-CO_3-LDHs对PVC的热稳定作用
3.3 LDHs主客体性质与PVC热稳定性的关系分析
3.4 小结
第四章 调控LDHs主体对PVC的热稳定作用研究
4.1 不同Mg／Al比MgAl-CO_3-LDHs的制备及其对PVC的热稳定作用研究
4.1.1 不同Mg／Al比MgAl-CO_3-LDHs的晶相结构表征
4.1.2 不同Mg／Al比MgAl-CO_3-LDHs的FT-IR分析
4.1.3 不同Mg／Al比MgAl-CO_3-LDHs的行为热分析
4.1.4 不同Mg／Al比MgAl-CO_3-LDHs对PVC的热稳定效果
4.2 不同Zn含量MgZnAl-CO_3-LDHs的制备及对PVC热稳定作用的研究
4.2.1 MgZnAl-CO_3-LDHs的晶相结构表征
4.2.2 MgZnAl-CO_3-LDHs的FT-IR分析
4.2.3 MgZnAl-CO_3-LDHs的热行为分析
4.2.4 不同Zn含量LDHs对PVC的热稳定效果
4.2.5 新型锌基LDHs相对传统热稳定剂的优势分析及多功能化研究
4.3 小结
第五章 调控LDHs客体对PVC的热稳定作用研究
5.1 无机阴离子型MgAl-LDHs的制备及对PVC的热稳定作用研究
5.1.1 无机阴离子型MgAl-LDHs的晶相结构表征
5.1.2 无机阴离子型MgAl-LDHs的IR分析
5.1.3 无机阴离子型MgAl-LDHs的热行为分析
5.1.4 无机阴离子型MgAl-LDHs对PVC的热稳定效果
5.2 MgAl-maleate-LDHs的超分子组装及对PVC的热稳定作用研究
5.2.1 MgAl-maleate-LDHs的晶相结构表征
5.2.2 MgAl-maleate-LDHs的FT-IR分析
5.2.3 MgAl-maleate-LDHs的热行为分析
5.2.4 MgAl-maleate-LDHs对PVC的热稳定效果
5.3 小结
第六章 LDHs主客体协同调控及其对PVC的热稳定作用研究
6.1 MgZnAl-maleate-LDHs的超分子组装
6.1.1 MgZnAl-maleate-LDHs的晶相结构表征
6.1.2 MgZnAl-maleate-LDHs的IR分析
6.1.3 MgZnAl-maleate-LDHs的热分析
6.2 MgZnAl-maleate-LDHs对PVC的热稳定效果
6.3 小结
第七章 LDHs的粒径分布对PVC的热稳定作用研究
7.1 LDHs在PVC中的分散状态对PVC热稳定性的影响
7.1.1 LDHs在PVC中的不同分散状态
7.1.2 LDHs在PVC中的分散状态对PVC热稳定性的影响
7.2 LDHs晶粒尺寸对PVC热稳定性的影响
7.2.1 不同晶粒尺寸LDHs的可控制备
7.2.2 不同晶粒尺寸LDHs对PVC热稳定性的影响
7.2.3 LDHs对PVC热稳定作用的最大有效作用半径
7.3 LDHs对PVC热稳定作用的最小分散密度
7.3.1 不同添加量的LDHs在PVC树脂中的分散情况
7.3.2 LDHs添加量和PVC热稳定性的关系
7.3.3 LDHs对PVC热稳定作用的最小分散密度(添加量)
7.4 小结
第八章 LDHs对PVC的热稳定机理研究
8.1 LDHs对PVC热稳定作用的过程机理研究
8.1.1 不同层间阴离子MgAl-LDHs脱层间水产物的晶相结构
8.1.2 MgAl-NO_3-LDHs与PVC作用的过程机理分析
8.1.3 MgAl-Cl-LDHs与PVC作用的过程机理分析
8.1.4 MgAl-maleate-LDHs与PVC作用的过程机理分析
8.1.5 MgAl-CO_3-LDHs与PVC作用的过程机理分析
8.1.6 LDHs对PVC的热稳定作用过程分析
8.2 LDHs主客体性质对PVC释放的HCl吸收性能的影响
8.2.1 不同层间阴离子LDHs的层板和HCl反应速率
8.2.2 不同层板电荷密度LDHs层间阴离子和HCl的交换作用
8.3 小结
第九章 结论
本论文创新点
参考文献
攻读学位期间发表学术论文、申请专利及获奖情况
致谢
发布时间: 2005-09-26
参考文献
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