环保型钙锌复合热稳定剂与增塑剂在 PVC中的协效作用研究

将生物基增塑剂橡胶籽油基环氧脂肪酸甲酯（ERSO）与热稳定剂油脂源多聚脂肪酸基钙锌（OMFCTS）复配,以β-二酮作辅助热稳定剂,改性聚氯乙烯（PVC）,通过热老化烘箱法、刚果红法、热重分析（TGA）、热重红外联用（TGA-FTIR）分析、热重质谱联用（TGA-MS）分析、力学性能测试及动态力学性能分析（DMA）考察了改性PVC的热稳定性及力学性能,并对8个配方改性后PVC的性能进行了对比。结果表明：与DOP/CaSt₂/ZnSt₂、DOP/OMFCTS和ERSO/CaSt₂/ZnSt₂体系相比,ERSO/OMFCTS体系的热稳定性最优,力学性能较好,改性PVC的玻璃化转变温度（38.2℃）最低,拉伸断裂伸长率达265.6%;静态热稳定时间（200℃）最长（46'21"）。ERSO和OMFCTS具有良好的协同作用,二者可有效替代传统增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）及热稳定剂硬脂酸钙锌（CaSt₂/ZnSt₂）。     

环保增塑剂及热稳定剂在PVC中的协同作用

以农林剩余物资源腰果酚为原料合成腰果酚基乙酸酯增塑剂(CA),并用不饱和天然油脂为原料制备多效的油脂源钙锌复合热稳定剂(OMFCTS),将其与聚氯乙烯(PVC)进行共混,通过动态力学性能,热重分析,拉伸性能测试以及静态热稳定性分析,研究其增塑效果及协同作用,并与增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)及热稳定剂硬脂酸钙锌盐进行对比。结果表明,含有20份CA增塑剂及OMFCTS热稳定剂的PVC增塑体系的玻璃化转变温度及储能模量低于PVC/DOP增塑体系;热失重10%及50%的温度明显升高,第一最大失重速率温度和第二最大失重速率温度基本保持不变;断裂伸长率提高到了248.66%,拉伸强度降至5.84 MPa;静态热稳定时间可延长到50 min以上。综上可知,CA增塑剂及OMFCTS热稳定剂联用,可有效改善PVC共混体系的相容性、力学性能及热稳定性,提高制品的综合应用性能及环保性。     

钙／锌复合热稳定剂在硬质PVC中的应用研究

自制了高效、无毒的钙锌复合热稳定剂,利用静态热老化法、刚果红法及脱氯化氢法等研究方法,研究了自制钙锌稳定剂、进口钙锌稳定剂及复合铅盐稳定剂在硬质聚氯乙烯（PVC）中的热稳定性能。结果表明：自制钙锌的初期着色性与复合铅盐稳定剂及进口钙锌稳定剂相当,长期热稳定性优于进口钙锌。自制钙锌稳定剂的降解活化能介于进口钙锌稳定剂与复合铅盐稳定剂之间,降解活化能的差值为1～2kJ／mol,其热稳定性达到了复合铅盐的水平,PVC硬制品加工的要求。     

不同沸石在聚氯乙烯用钙锌复合稳定剂中的应用

采用转矩流变仪和老化试验箱等设备,研究不同种类、不同沸石含量的钙锌复合热稳定剂对PVC体系静态热稳定性和流变性能的影响。结果表明:在钙锌复合热稳定剂中,3种沸石的热稳定性能为沸石A>沸石C>沸石B;当沸石A用量达到14份时,PVC体系的静态热稳定时间超过100min,动态热稳定时间超过20min,此时体系具有较好的协同稳定作用。     

绿色环保硬质PVC基料的开发及应用

通过正交试验优化了硬质PVC的配方，研究了钙锌稳定剂、DOP、ACR、硬脂酸钙4种组分对PVC共混体系流变性能及试样力学性能的影响，结果表明：①绿色环保硬质PVC基料的最佳配方为：PVC100份、钙锌稳定剂5份、DOP4份、硬脂酸钙0．5份、ACR2份、PE蜡0．7份、硬脂酸0．3份；②影响PVC共混体系流变性能的最主要因素是钙锌稳定剂，其次为DOP，影响最小的是ACR；影响试样力学性能的最主要因素是DOP，其次是钙锌稳定剂，影响最小的是ACR。     

PVC用衣康酸镧复合热稳定剂的制备与应用研究

采用皂化法合成了衣康酸镧,利用刚果红法考察了与其他热稳定剂的多元复配效果,得到PVC衣康酸镧复合热稳定剂, 通过傅里叶变换红外光谱探讨了复合热稳定剂对聚氯乙烯（PVC）的热稳定机理,并用转矩流变仪、动态力学谱仪测定其加工性能和力学性能。结果表明,衣康酸镧、季戊四醇、硬脂酸钙、β二酮质量比为35∶1∶1∶1时协同效果最佳,可使PVC试样的静态及动态热稳定时间达到66.0 min和36.8 min,并能较好地抑制初期着色性, 其加工性能和力学性能与铅盐体系、硬脂酸镧复合热稳定体系相当,优于钙锌复合热稳定体系;复合热稳定剂在加热初期可减缓PVC脱除HCl的反应速率,抑制共轭多烯的形成,提高热稳定性能。     

水滑石在软质聚氯乙烯中的应用研究

研究了环氧大豆油(ESO)、亚磷酸酯(Phosphite)、β二酮(β-diketone)和水滑石(LDHs) 4种辅助稳定剂和钙锌(Ca/Zn)主稳定剂复配对聚氯乙烯（PVC）软制品的热稳定性、力学性能、烟密度等性能的影响。结果表明,与其他辅助热稳定剂相比,LDHs和Ca/Zn稳定剂复配对PVC软制品具有较好的长期热稳定性,并使PVC复合材料的烟密度有所降低。     

PVC材料环保型热稳定剂的研究

研究将水滑石、水滑石和钙锌复合物作为热稳定剂,加入PVC中,在85℃真空条件下劣化40 d,对其力学性能和热稳定性进行了研究,并探讨了复合稳定剂的作用效果。结果表明,热稳定剂水滑石及水滑石、钙锌复合物的加入均能较好的改善PVC的力学性能和热稳定性,且复合稳定剂的作用效果比水滑石单独使用更好,虽然断裂伸长率有所降低,但断裂强度有所增强。     

一种新型PVC热稳定剂—环氧油酸钙/锌复合热稳定剂的制备及性能研究

本文制备了一种以环氧油酸钙与环氧油酸锌为主要原料的新型PVC热稳定剂。该钙锌复合热稳定剂的最佳配方为:环氧油酸钙:环氧油酸锌∶β-二酮∶环氧大豆油∶受阻酚1010=9∶3∶3∶4∶4。用热老化烘箱法、刚果红法和电导率法将该热稳定剂与国产和进口钙锌热稳定剂比较,研究结果表明,该复合热稳定剂热稳定性高于国产钙锌热稳定剂和进口钙锌热稳定剂的热稳定性,180℃下该钙锌热稳定剂的热稳定时间达到320 min。     

对甲基苯甲酸铈对PVC热稳定性能的影响

用复分解法制备了对甲基苯甲酸铈,确定产物的分子式为Ce（C₈H₇O₂）₃·2H₂O。研究了对甲基苯甲酸铈对聚氯乙烯（PVC）的热稳定性能的影响。结果表明,对甲基苯甲酸铈单独作为PVC热稳定剂时,其热稳定性和抗变色性都不强。将对甲基苯甲酸铈与其他热稳定剂联合进行二元、三元及四元复配,产物的协同作用良好,热稳定性有所提升;当复合稳定剂按对甲基苯甲酸铈∶钙锌复合体系∶季戊四醇=2∶1∶2的比例添加到PVC中,PVC样品的热稳定时间和抗变色性能最好,热稳定时间为42 min;对甲基苯甲酸铈的塑化能力良好,对甲基苯甲酸铈作为热稳定剂加入PVC后,PVC混料的塑化时间缩短,动态热稳定时间增加,塑化扭矩和平衡扭矩下降;对甲基苯甲酸铈与PVC降解过程中产生的HCl反应而生成CeCl₃,降低了HCl对PVC降解的催化作用,从而达到增强PVC热稳定性能的目的。     

自制环保稳定剂在增塑PVC制品中应用性能的评价

通过刚果红热稳定性实验、热老化实验、流变、力学性能以及黄色指数测定等实验,对比研究了自制钙/锌稳定剂与国外知名钙/锌稳定剂对增塑PVC热稳定性能、加工性能、热老化性能和力学性能的影响。研究发现:自制钙/锌稳定剂在增塑PVC制品方面各种性能几乎与该国外知名钙/锌稳定剂没有差别,在热老化性能和力学性能方面还优于该国外知名钙/锌稳定剂。     

Influence of nano‐CeO2 as Co‐stabilizer on the thermal stabilization efficiency of novel calcium/Zinc soap stabilizers for poly(vinyl chloride)

The novel organic calcium (Ca)/zinc (Zn) stabilizer of poly(vinyl chloride) (PVC) was synthesized from poly (zinc methylacrylate) and Ca adipate. The influences of Zn/Ca soap weight ratios and nano‐CeO₂ as co‐stabilizer on the thermal stability of PVC were investigated. Congo red testing, thermogravimetric analysis, dynamic rheology, and dynamic mechanical analysis of the mixtures were performed. The results show that the novel stabilizer has good stabilization efficiency on PVC. When 5 phr (parts by weight per hundred parts of resin) of novel stabilizer (weight ratio of Zn/Ca soap is 6/4) in 100 phr of PVC is used as stabilizer, the Congo red time can reach 192 min, which is 131 min longer than 5 phr of the mixture of 3 phr of Zn stearate and 2 phr of Ca stearate as stabilizer. If 3 phr of mixture of Zn methylacrylate with Ca adipate (weight ratio of Zn/Ca soap is 4/6) and 2 phr of nano‐CeO₂ are used as co‐stabilizers, the Congo red time is 205 min. The combination of nano‐CeO₂ with Ca/Zn soap stabilizer shows an obvious improvement for the thermal stability of the PVC. J. VINYL ADDIT. TECHNOL., 20:243–249, 2014. © 2014 Society of Plastics Engineers     

硬脂酸镧/己二酸钙/己二酸锌复合热稳定剂对聚氯乙烯性能的影响

为提高聚氯乙烯加工热稳定剂的功能,合成并复配制成一种新型硬脂酸镧/己二酸钙/己二酸锌复合热稳定剂。利用热重分析仪、平板流变仪、动态力学谱仪等对聚氯乙烯热稳定性（刚果红法）、力学性能、流变性能、动态力学性能等进行了研究。结果表明,当己二酸钙与己二酸锌的质量比为1∶4 时,聚氯乙烯的热稳定时间最长;当加入硬脂酸镧且己二酸钙与己二酸锌的质量比为2∶3时,聚氯乙烯的热稳定时间由原来的86 min提高到135 min,冲击强度提高了30 %;加入硬脂酸镧降低了聚氯乙烯的储能模量、损耗模量和损耗因子。     

姜黄素作为PVC热稳定剂的应用研究

采用刚果红法和红外光谱分析研究了姜黄素对聚氯乙烯（PVC）的热稳定作用,并与常用的热稳定助剂进行复配。以市售铅盐和钙/锌复合稳定剂为对比组,利用转矩流变仪、电子万能试验机等研究了复合体系的流变性能和力学性能。结果表明,3份姜黄素添加到100份PVC的静态热稳定时间为14 min;姜黄素可缓解PVC的氧化降解;姜黄素与月桂酸镧、硬脂酸钙存在明显的协同效应,复配比例约为1:0.8:0.5时静态及动态热稳定时间为50、47 min;其流变性能和力学性能与添加铅盐（添加量均为3份）基本一致,优于钙/锌复合稳定剂,其中动态热稳定时间远高于两者。     

钙/锌复合稳定剂对PVC热稳定性能与耐候性能影响的研究

研究了钙/锌复合稳定剂对PVC热稳定与耐候性能的影响。结果表明,流变仪热分解时间试验能反映PVC加工过程中的长期热稳定性能;钙/锌复合稳定剂添加量达到一定数值时,对PVC热稳定性能与耐候性能的影响较小。此研究对稳定剂添加量的确定有指导意义。     

水滑石在钙锌复合体系中的热稳定性研究

以普通的碱性物质为参比，用刚果红、转矩流变仪等方法测试了水滑石在钙锌体系协同作用下对PVC树脂静态和动态热稳定时间的影响。试验结果表明。水滑石改善PVC树脂的热稳定性效果明显优于在Ca／Zn体系中用的辅助组分弱碱A，在PVC中的适宜用量为2份左右。并简单探讨了水滑石的热稳定机理。