一种稀土热稳定剂的制备及其对PVC热降解性能的影响

以正已胺、马来酸酐、氯化镧、氢氧化钠为原料合成了N-正已基马来酰胺酸镧(Ⅲ),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析等方法表征其结构与性能;通过刚果红实验、紫外-可见光谱仪(Uv-vis)、TGA研究了其对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用。结果表明,N-正已基马来酰胺酸镧(Ⅲ)为白色粉末,熔点为195℃,化学组成为LaL3·2H2O,N-正已基马来酰胺酸根中的羧基氧、酰胺氮与镧离子发生配位,形成螯合物。刚果红试验结果表明:加入LaL3·2H2O后PVC的热稳定时间从4min提高到19min;UV数据表明PVC在降解过程中,LaL3·2H2O的加入抑制了多烯的生成。TGA分析证明,LaL3·2H2O大幅提高了PVC热降解的活化能,当热稳定剂添加量为3.0%时,在空气气氛中活化能从115.94kJ/mol提高到154.23kJ/mol,在氮气气氛中由123.46kJ/mol提高到168.82kJ/mol,PVC的热稳定性得到了明显提高,LaL3·2H2O可作为PVC热稳定剂使用。     

N-十六烷基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)对聚氯乙烯的热稳定机理

利用已经成功制备的N-十六烷基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)配合物(LaL_3)作为聚氯乙烯(PVC)热稳定剂,通过热重分析、热重-红外联用技术和热动力学分析方法对LaL_3热稳定PVC的作用机理进行了分析研究。结果表明,添加LaL_3前后PVC样品热解过程及气体释放顺序不变;但LaL_3的添加会延迟并减少HCl及氯代烃气体的产生,并且有一定量的酰氯类物质生成,从而证明了LaL_3可稳定PVC长链中的活泼Cl原子。LaL_3对HCl气体有一定的吸收作用,使HCl气体的析出量明显减少;LaL_3还可以与PVC降解生成的顺式共轭二烯通过Diels-Alder反应遏制共轭多烯结构的生成。LaL_3可改变PVC热氧化脱氯化氢反应机理,Flynn-Wall-Ozawa法计算表明,LaL_3使其活化能从纯PVC的107.7 kJ/mol提高到130.6 kJ/mol;MacCallum-tanner法计算表明,LaL_3使PVC热氧化脱氯化氢反应动力学方程由一级反应的f(α)=1-α转化为二级反应的f(α)=(1-α)~2,活化能也由纯PVC的97.41 kJ/mol大幅提升到132.9 kJ/mol。     

乙基双马来酰胺酸类物质对聚氯乙烯的热稳定及修复性能的影响

以马来酸酐和乙二胺为原料采用溶剂法合成乙基双马来酰胺酸(H_2L),经乙基双马来酰胺酸与氢氧化钙的固相共研磨成功合成出乙基双马来酰胺酸钙(CaL)。通过红外光谱(FT-IR)、元素分析等表征其结构与性能;将合成的H_2L或CaL与聚氯乙烯(PVC)均匀混合,利用刚果红试验测试其对PVC的静态热稳定时间;PVC在200℃油浴中热解得降解PVC,将H_2L或CaL分别与降解PVC均匀混合后在双辊塑炼机上塑化、热压成型,进行力学性能测试,采用FT-IR对修复前后的PVC进行测试,并对修复后的PVC断面形貌进行扫描电镜观察。结果表明,所合成的H_2L和CaL都可以作为PVC的热稳定剂,CaL对PVC的热稳定作用更优,且H_2L可以对降解PVC进行性能修复,拉伸强度和断裂伸长率修复率分别达到了109.8%和150.3%.其修复是通过双马来酰胺酸与降解PVC中的共轭双烯发生Diels-Alder反应实现的。     

层状双羟基氢氧化物的结构表征及对PVC的热稳定作用

用XRD、TEM和TG方法对水滑石类镁铝层状双羟基氢氧化物(LDH)进行了结构表征和热分解特性研究，用TG、FT—IR方法研究了LDH对PVC的热稳定作用。结果表明，该种无机晶体材料具有层状结构，在180℃煅烧，层状结构保持不变；在500℃煅烧，转变为复合金属氧化物(LDO)。LDH与有机锡共用，对PVC产生协同稳定作用。分解反应的平均表观活化能为l17．3kJ/mol，热稳定机理可能来源于LDH层间CO3^2-与PVC分解放出HCl进行的交换反应。     

2-氨基烟酸镧的合成对聚氯乙烯热稳定性的影响

通过2-氨基烟酸(2-ANA)、硝酸镧和氢氧化钠的复分解反应合成了2-氨基烟酸镧(2-LANA),并研究了其对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明,2-LANA提高了PVC的热稳定性能,使PVC的静态和动态稳定时间分别延长至27 min和27.45 min。将2-LANA与硬脂酸锌(ZnSt₂)、硬脂酸钙(CaSt₂)、季戊四醇(PE)进行一种或两种以上复配来探究其复配热稳定剂的热稳定性能,当2-LANA∶ZnSt₂∶PE=2∶1∶2时,其静态和动态热稳定时间分别为66 min和64.91 min,并且PVC降解表观活化能(Ea)最高为169.73 kJ/mol,说明其可以使PVC降解反应更难发生;当2-LANA∶Ca/Zn稳定剂∶PE=1∶1∶3时,其抗变色性能、流变性能和力学性能最佳,增强了PVC加工过程的稳定性和延展性。说明2-LANA与其他稳定剂存在明显的协同作用。2-LANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl₃,减弱了HCl对PVC降解的催化作用,能有效地阻止PVC链...     

PP/PVC共混体系的热反应性研究

利用同步热分析仪对不同质量分数下聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)共混物从室温升至800℃热降解过程进行了研究。用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa等对PP/PVC共混体系的热反应性能进行研究。结果表明,随着PVC含量的增加,共混体系的热降解过程逐渐表现为两个热降解阶段,体系两个阶段的活化能都有不同程度的降低;熔融峰温相对于纯PP均得以升高,而共混体系的结晶度逐渐下降。由Kissinger法得出,当PVC的质量分数为10%时,第二阶段的Ea最小(191.462kJ/mol),较纯PVC降低了33.56kJ/mol。     

新型聚合物NSMA的热性能及热降解动力学

采用差示扫描量热仪和红外光谱仪研究了N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和马来酸酐三元共聚物(NSMA)的热性能,热降解过程和热降解动力学.结果表明,N-苯基马来酰亚胺可以有效地提高聚合物的热性能,合成的NSMA的玻璃化温度(Tg)达212℃;用Flynn-Wall-Ozawa法求得的NSMA热降解表观活化能为186.31kJ/mol,由Crane法求得热降解的反应级数n=1.0.     

煤粉/聚氯乙烯共混体系的热稳定性EI北大核心CSCD

采用熔融共混法制备了煤粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,利用热重分析研究了质量分数为5%、10%、15%煤粉含量对PVC在高纯度氩气中的热稳定性影响。通过Kissinger方法研究其热降解动力学,计算其热降解表观活化能(Ea),并利用扫描电镜对复合材料的断口进行分析。结果表明,共混体系的热降解过程表现为2个失重阶段,煤粉对PVC第一阶段热降解活化能影响不大,但提高了第二阶段热降解活化能。在煤粉加入质量分数为10%时,第二阶段Ea达到了最大值218.7kJ/mol,较纯PVC提高了58.5kJ/mol。通过复合材料的断口扫描电镜照片发现,共混体系的热稳定性与煤粉的含量和分布有关。     

煤粉/聚氯乙烯共混体系的热稳定性

采用熔融共混法制备了煤粉/聚氯乙烯(PVC)复合材料,利用热重分析研究了质量分数为5%、10%、15%煤粉含量对PVC在高纯度氩气中的热稳定性影响。通过Kissinger方法研究其热降解动力学,计算其热降解表观活化能(Ea),并利用扫描电镜对复合材料的断口进行分析。结果表明,共混体系的热降解过程表现为2个失重阶段,煤粉对PVC第一阶段热降解活化能影响不大,但提高了第二阶段热降解活化能。在煤粉加入质量分数为10%时,第二阶段Ea达到了最大值218.7kJ/mol,较纯PVC提高了58.5kJ/mol。通过复合材料的断口扫描电镜照片发现,共混体系的热稳定性与煤粉的含量和分布有关。     

乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的热降解动力学分析

采用热分析技术(TG/DTG)研究了乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的热降解性能,利用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa法对其数据进行了分析,计算出了不同条件下的活化能和反应级数n。结果表明:整个ETFE树脂的降解温度范围大约在400~525℃内,Friedman法模拟得到的平均活化能为226.41kJ/mol,而Flynn-Wall-Ozawa法模拟得到的平均活化能为278.90kJ/mol,利用Friedman法求得在一定升温速率下的平均活化能为203.58kJ/mol,平均反应级数n为1.09。     

水滑石/钙锌复合热稳定剂对PVC的热稳定作用

本文制备了水滑石/钙锌复合热稳定剂,采用XRD、FT-IR及静态热老化、脱HCl等实验及分析手段,探讨了水滑石对PVC的热稳定机理,研究了水滑石/钙锌复合热稳定剂对PVC的热稳定性能。实验表明,水滑石对PVC热解释放的HCl进行吸附分两个过程,首先层板羟基与HCl反应,然后层间CO32-与Cl-进行交换,可明显改善PVC的热稳定性,使PVC脱HCl的诱导时间提高了1.4倍。     

酰胺扩链剂对聚脲扩链反应动力学的影响

采用红外光谱(FT-IR)技术研究了新型位阻型酰胺扩链剂二乙酰乙二胺(MEDA)和二乙酰己二胺(MHAD)与4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的扩链反应。考察了酰胺扩链剂对聚脲凝胶时间的影响,得出酰胺扩链剂能大大延长聚脲的凝胶时间,有利于反应动力学分析。扩链反应动力学研究结果表明,脂肪族酰胺扩链剂合成聚脲的扩链反应中,在反应初期低转化率时,反应均遵循二级动力学关系,得出MEDA和MHAD合成聚脲反应的活化能Ea分别为36.81 kJ/mol和43.99kJ/mol;MEDA反应活性高于MHAD.     

聚碳酸酯/羟基磷灰石纳米复合材料的力学性能与热性能

采用低剪切应力分散混合方法制备了不同含量的聚碳酸酯/羟基磷灰石纳米复合材料(PC/HAP),并研究了其力学性能和热行为。结果表明:采用低剪切应力法复合加入的HAP在基体中分散均匀但界面结合较弱,材料的屈服强度略有提高,而冲击性能有一定程度下降;对PC与PC/HAP复合材料在空气中热降解动力学的研究表明:在空气气氛中PC与PC/HAP均呈现二阶失重,HAP可显著提高材料的最大热失重温度及热稳定性,一阶热降解活化能由109 kJ/mol上升到186 kJ/mol,二阶热降解活化能由127 kJ/mol上升到195 kJ/mol。     

2-氨基烟酸镧铈对PVC热稳定性的影响

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO₃)₃、La(NO₃)₃和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热稳定性能,当m(2-LCANA)∶m(ZnSt₂)∶m(PE)=2∶1∶2时,其热稳定时间为38 min,可以减小在加工过程中的损耗,增强PVC的力学性能,但是随着温度升高2-LCANA要比m(2-LCANA)∶m(ZnSt₂)∶m(PE)=2∶1∶2的复配稳定剂抑制PVC降解反应发生更有效。2-LCANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl₃和CeCl₃,减弱了HCl对PVC降解的催化作用,可以有效地阻止PVC链上C-Cl和与氯相连的C-H断裂,减少共轭双键的生成,减缓PVC变色,延缓了PVC的热降解。     

层状Mg-Al复合金属氢氧化物对PVC静态和动态热稳定性的影响

采用热重分析法(TG)、转矩流变仪法研究了水滑石类层状Mg/Al复合金属氢氧化物(LDHs)对硬质和软质聚氯乙烯(PVC)静态、动态热稳定性的作用.TG研究结果表明,与单一LDHs相比,LDHs/Sn复合稳定剂对硬质PVC有较好的协同稳定作用,显著提高了PVC的热稳定性.转矩流变仪研究结果发现,PVC/LDHs/Sn复配体系中有机锡比率增加,硬质PVC动态热稳定时间增加较明显,热稳定性提高显著.LDHs用作软质PVC热稳定剂时,稳定效果优于Ba-Zn液体复合稳定剂.     

PVC/TPU共混材料的制备及性能

采用机械共混的方法制备了聚氯乙烯(PVC)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混物,进而通过与无机填料的填充复合,成功制备了PVC/TPU/高岭土复合材料,实现了PVC的增强增韧。探讨了TPU、热稳定剂、无机填料等对PVC/TPU共混材料力学性能和耐油耐溶剂性能的影响,分析了共混物的流变性能和热失重情况,并观察了共混物的断面形貌特征。结果表明,PVC/TPU/改性高岭土为80/16/4,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为8份,有机锡热稳定剂为3份时,综合性能大幅度提高:其拉伸强度比PVC提高了1.4倍,断裂伸长率提高了12.6倍,无缺口冲击强度提高了3.97倍,热稳定性和加工性能也得到改善。     

微波辅助聚氯乙烯-苯酚之间的Friedel-Crafts接枝反应及对聚氯乙烯热稳定性的影响

在四氢呋喃溶液中通过微波辐照实现了聚氯乙烯(PVC)与苯酚的Friedel-Crafts接枝反应;通过紫外分光光度法表征了PVC-g-苯酚接枝物的接枝率,考察了加热方式、反应温度、催化剂用量及反应时间对接枝反应的影响,并通过红外光谱表征了接枝物的结构;通过刚果红试验、热重分析研究了接枝苯酚对PVC热稳定性的影响。结果表明,相同反应时间,水浴加热接枝率仅为0.1,而微波辐照接枝率可达2.12,其优化工艺条件为无水AlCl_3的用量为PVC质量的8%,反应时间30 min,反应温度为65℃;接枝样品的刚果红试验热稳定时间为6 min46 s,比空白PVC延长了3 min,在空气气氛和氮气气氛中的热降解第一阶段活化能比空白PVC分别提高11.2 kJ/mol和13.8 kJ/mol,而在第二和第三阶段,接枝样品的活化能反而低于空白PVC。证明苯酚取代了容易导致PVC降解的活性氯,抑制了PVC热降解的第一阶段,即脱HCl反应,提高了PVC的热稳定性。     

热致液晶聚酰胺的热分解动力学及寿命

利用热重分析法,在不同升温速率下,对热致液晶聚酰胺热分解动力学进行研究。采用Friedman、Kissinger、Ozawa以及Coats-Redfern等方法对其动力学数据进行分析说明,确定其在氮气中反应机理函数是Avrami-Erofeev法则,活化能E≈208 kJ/mol;其在空气中初始热分解反应机理函数为Mempel Power法则,活化能E≈172 kJ/mol,后期热分解反应机理函数为反Jander法则,活化能E≈111 kJ/mol。并以失重5%作为寿终指标,计算热致液晶聚酰胺在不同温度的寿命,结果表明,其在尼龙加工温度范围内不会失效,适于与尼龙进行复合加工。     

氯磺化聚乙烯的降解动力学

通过热重分析仪研究了不同氯硫含量的氯磺化聚乙烯(CSM)在不同升温速率下的热分解行为。采用Ozawa及Kissinger方程研究了氯磺化聚乙烯的降解动力学,研究发现CSM的热降解过程包括两个主要失重平台,而且氯磺化聚乙烯的热分解反应不是一级反应。Ozawa方程计算的活化能随着产物中氯硫含量的增加从304.661kJ/mol下降到292.573kJ/mol。Kissinger方程计算的活化能分别为282.785kJ/mol和274.176kJ/mol。ln(β/Tm2)对1/Tm作图得一直线,证明氯磺化聚乙烯的热分解符合无规分解模型。     

燃料电池质子交换膜的热稳定性和热降解动力学

采用热重分析(TGA)、Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa、Friedman和Modified Coats-Redfem方法,在氮气气氛和升温速率分别为5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min条件下,研究了质子交换膜的热稳定性及热降解动力学。TG-DTG曲线显示该质子交换膜分解率达到5%时,最低热降解温度大于350℃,热分解过程经历两个阶段,第一和第二阶段热分解区间分别出现在340℃～440℃和405℃～600℃之间。采用不同方法的计算结果显示,第一阶段的平均表观活化能为155.8kJ/mol,第二阶段的平均表观活化能为177.1kJ/mol。