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環(huán)保法規(guī)背景下PVC熱穩(wěn)定劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(上)
  瀏覽次數(shù):7867  發(fā)布時(shí)間:2018年07月31日 15:41:59
[導(dǎo)讀] 隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)桨吊,PVC的綠色環(huán)保化將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)凤巨。作為PVC加工的重要助劑视乐,熱穩(wěn)定劑的發(fā)展同樣面臨綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題敢茁,本文在PVC塑料制品禁限用物質(zhì)法令佑淀、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上彰檬,綜述了鈣/鋅復(fù)合金屬鹽類熱穩(wěn)定劑伸刃、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑逢倍、有機(jī)類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理和研究現(xiàn)狀捧颅,并對(duì)其發(fā)展方向、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望较雕。
 
隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)碉哑,PVC的綠色環(huán)保化將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。作為PVC加工的重要助劑谭梗,熱穩(wěn)定劑的發(fā)展同樣面臨綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題宛蚓,本文在PVC塑料制品禁限用物質(zhì)法令激捏、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上凄吏,綜述了鈣/鋅復(fù)合金屬鹽類熱穩(wěn)定劑远舅、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑痕钢、有機(jī)類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理和研究現(xiàn)狀图柏,并對(duì)其發(fā)展方向、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望任连。
 
下載
 
聚氯乙烯(PolyvinylChloride蚤吹,簡(jiǎn)稱PVC)樹脂作為第二大合成樹脂,憑借其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性随抠、電絕緣性裁着、阻燃性、質(zhì)輕拱她、強(qiáng)度高且易于加工等優(yōu)點(diǎn)二驰,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)秉沼、建筑桶雀、電子、汽車等領(lǐng)域[1-5]唬复。目前矗积,PVC行業(yè)在全世界范圍內(nèi)發(fā)展迅速,近幾年全球PVC總產(chǎn)能一直在增加敞咧。截至2016年漠魏,全球大約有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的150多家生產(chǎn)商在生產(chǎn)PVC,總產(chǎn)能接近5000萬(wàn)噸妄均,產(chǎn)值超過(guò)400億美元柱锹。全球PVC生產(chǎn)區(qū)域主要集中在亞洲、北美和西歐地區(qū)丰包,其中主要以亞洲地區(qū)為首禁熏。從2006年開始,中國(guó)就成為全球PVC產(chǎn)品的最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)邑彪。2016年全球PVC產(chǎn)量為4137萬(wàn)噸瞧毙,我國(guó)PVC產(chǎn)能達(dá)到2255萬(wàn)噸,產(chǎn)量為1869萬(wàn)噸,約占全球PVC產(chǎn)量的45%[6]宙彪。但因PVC分子結(jié)構(gòu)中含有烯丙基氯矩动、碳碳雙鍵等不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),在加工溫度達(dá)120~130℃時(shí)就開始發(fā)生熱分解释漆,隨著溫度的升高悲没,分解加劇,釋放出大量的氯化氫氣體男图,且機(jī)械性能降低示姿,甚至失去使用價(jià)值,因此加工過(guò)程中必須使用熱穩(wěn)定劑來(lái)抑制甚至阻止其分解[7,8]逊笆。
 
在PVC工業(yè)髙速發(fā)展的同時(shí)栈戳,“低碳、環(huán)保难裆、節(jié)能”亦成為歷史進(jìn)程的代名詞子檀。21世紀(jì)是崇尚綠色的世紀(jì),尤其是進(jìn)入2010年之后乃戈,全球各種環(huán)保法規(guī)所規(guī)定的諸多非環(huán)保物質(zhì)禁用的時(shí)間節(jié)點(diǎn)紛紛迫近命锄,新的法規(guī)不斷出臺(tái),尤其是2013年6月13日我國(guó)最高人民法院偏化、最高人民檢察院有關(guān)有毒有害物質(zhì)脐恩、環(huán)境污染的司法解釋的出臺(tái),提髙了國(guó)人對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)[9]侦讨。作為PVC加工的重要助劑驶冒,熱穩(wěn)定劑的發(fā)展同樣面臨綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題[10]韵卤。本文就目前歐美各國(guó)和中國(guó)在塑料添加劑標(biāo)準(zhǔn)骗污、法侓、法規(guī)的背景沈条,綜述鈣/鋅需忿、有機(jī)錫、稀土蜡歹、有機(jī)類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理與研究現(xiàn)狀屋厘。
 
1 PVC熱穩(wěn)定劑的環(huán)保法規(guī)
 
美國(guó)消費(fèi)者產(chǎn)品安全委員會(huì)于1996年頒布了第96-150號(hào)和第4426號(hào)文件,規(guī)定從1996年9月起月而,美國(guó)只準(zhǔn)許含鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于200×10-6的PVC制品進(jìn)入市場(chǎng)汗洒;加拿大、南美一些國(guó)家也已頒布法規(guī)(如加拿大衛(wèi)生部1994-48號(hào)文件)嚴(yán)禁在PVC制品中使用鉛系穩(wěn)定劑父款;在日本溢谤,汽車工業(yè)協(xié)會(huì)已發(fā)起了一系列行動(dòng)瞻凤,在有關(guān)的PVC制品中以鈣/鋅熱穩(wěn)定劑代替鉛系穩(wěn)定劑,在2005年已將鉛系穩(wěn)定劑的使用量減為1996年使用量的1/3世杀;歐盟PVC行業(yè)也于2000年簽署自愿承擔(dān)義務(wù)協(xié)議阀参,提出了PVC制品全面禁用含鉛、鎘類熱穩(wěn)定劑的路線圖和時(shí)間表瞻坝,并承諾于2015年底實(shí)現(xiàn)蛛壳;在20世紀(jì)90年代,非政府組織和政界呼吁管制PVC湿镀,成立ESPA(歐洲穩(wěn)定劑生產(chǎn)商協(xié)會(huì)),代表了歐洲超過(guò)95%的PVC穩(wěn)定劑行業(yè)成員伐憾,ESPA的目標(biāo)是:在2015年底前在EU-27國(guó)替換掉全部鉛系熱穩(wěn)定劑勉痴;我國(guó)在2013年7月3日,于青島會(huì)議向全行業(yè)發(fā)出了“關(guān)于推進(jìn)PVC制品環(huán)笔魉啵化生產(chǎn)的倡議書”蒸矛,提出爭(zhēng)取在2015年實(shí)現(xiàn)30% PVC產(chǎn)品不使用含鉛、鎘類重金屬的熱穩(wěn)定劑胸嘴,2018年實(shí)現(xiàn)70~80% PVC產(chǎn)品不使用含鉛雏掠、鎘類重金屬的熱穩(wěn)定劑,到2020年末在PVC產(chǎn)品中完全不使用含鉛劣像、鎘類重金屬熱穩(wěn)定劑[10]乡话。
 
下載 (1)
圖1 鈣/鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的協(xié)同作用
 
可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)保已是二十一世紀(jì)世界工業(yè)的發(fā)展方向耳奕,這就要求塑料助劑行業(yè)也得向著綠色方向發(fā)展绑青,采取措施適應(yīng)世界發(fā)展潮流,實(shí)現(xiàn)塑料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展屋群。因此闸婴,各國(guó)紛紛出臺(tái)相應(yīng)的環(huán)保法規(guī),控制PVC塑料加工和使用過(guò)程中對(duì)人類和大自然產(chǎn)生的不健康的影響芍躏,傳統(tǒng)含Cd邪乍、Pb、Sb对竣、Ba的有毒熱穩(wěn)定劑必將被市場(chǎng)淘汰庇楞,而環(huán)保無(wú)毒熱穩(wěn)定劑將獲得更大的發(fā)展動(dòng)力與市場(chǎng)空間[11,12]。
 
2 鈣/鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑
 
◆ 2.1作用機(jī)理
 
金屬皂是效果較好的一類穩(wěn)定劑且價(jià)格低廉否纬,金屬皂穩(wěn)定劑中的鉛鹽類穩(wěn)定劑雖然價(jià)格便宜姐刁、性能優(yōu)異,但是由于其毒性很強(qiáng)烦味,現(xiàn)在也逐漸被淘汰聂使。將具有初期效應(yīng)熱穩(wěn)定劑和具有長(zhǎng)期效應(yīng)熱穩(wěn)定劑進(jìn)行二元或者多元復(fù)配壁拉,從而使得PVC制品的熱穩(wěn)定性能得以提高[13,14]。目前柏靶,較為普遍的復(fù)配體系有鈣/鋅弃理、鋇/鋅、鈉/鋅[15]等屎蜓。隨著全球氣候變暖痘昌、環(huán)境污染趨劣,特別是白色污染越來(lái)越嚴(yán)重炬转,人們倡導(dǎo)使用可生物降解辆苔、無(wú)毒等對(duì)環(huán)境友好型的塑料制品,其中鈣/鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑是公認(rèn)的無(wú)毒穩(wěn)定劑扼劈,其正在被世界廣泛使用驻啤,市場(chǎng)前景廣闊[16]。
 
鈣/鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理可以解釋為:電負(fù)性較大的Zn吸電子能力很強(qiáng)荐吵,能有效捕捉PVC降解過(guò)程釋放的HCl并與PVC結(jié)構(gòu)中烯丙基氯形成配位骑冗,可以延緩PVC脫除HCl,PVC產(chǎn)品的初期色相較好先煎。但加工到后期贼涩,ZnCl2會(huì)催化PVC脫氫反應(yīng),導(dǎo)致PVC迅速黑化薯蝎,發(fā)生“鋅燒”現(xiàn)象遥倦。鈣皂的加入能夠優(yōu)先與氯原子發(fā)生酯交換生產(chǎn)CaCl2,避免了ZnCl2的生成占锯,同時(shí)生成的CaCl2不會(huì)催化HCl的脫除[8,16]谊迄。
 
◆2.2研究現(xiàn)狀
 
Pingping Jiang[17]等采用甘油和氧化鋅為原料,高壓反應(yīng)制備了甘油鋅(ZnGly)烟央,通過(guò)FTIR统诺、TEM對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,產(chǎn)物呈棒狀形態(tài)疑俭,采用多種測(cè)試方法粮呢,考察了單獨(dú)與復(fù)配對(duì)PVC的熱穩(wěn)定效果,結(jié)果表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能钞艇,最大的特點(diǎn)是不易“鋅燒”啄寡,性能優(yōu)于ZnSt2。Ming Fu[18]等通過(guò)醇交換反應(yīng)合成了甘露醇鋅(Zn-Man)哩照,運(yùn)用SEM挺物、FTIR等對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征、將其作為穩(wěn)定劑添加到PVC中飘弧,采用電導(dǎo)率识藤、熱失重分析砚著、紫外可見光譜考察熱穩(wěn)定性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)甘露醇鋅不僅可以顯著提高靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間痴昧,還可以改善制品的初期白度稽穆,提出Zn-Man可能提高PVC熱穩(wěn)定性能,Zn-Man還可以與ZnCl2螯合赶撰,削弱了自催化反應(yīng)舌镶,提高了PVC熱穩(wěn)定性能。Mei Li[19]等采用Diels-Alder反應(yīng)制備了馬來(lái)松油精(DPMA)和松香丙烯酸(APA)豪娜,再通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)制備了相應(yīng)的Ca/Zn鹽餐胀,通過(guò)FTIR、核磁共振氫譜(1HNMR)表征產(chǎn)物結(jié)構(gòu)瘤载,采用多種評(píng)價(jià)方法否灾,考察其對(duì)PVC的熱穩(wěn)定性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的Ca/Zn熱穩(wěn)定劑性能優(yōu)于傳統(tǒng)的硬脂酸鈣/硬脂酸鋅惕虑,表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能坟冲。Xiaopeng Xu[20]考察了尿囊素(ALL)與Ca/Zn熱穩(wěn)定劑二者復(fù)配對(duì)PVC的熱穩(wěn)定效果磨镶,結(jié)果發(fā)現(xiàn)尿囊素是一種長(zhǎng)期型熱穩(wěn)定劑溃蔫,抑制“鋅燒”,也探究了ALL與Ca/Zn熱穩(wěn)定劑之間可能的協(xié)同熱穩(wěn)定機(jī)理琳猫。Fiaz S. Mohammed[21]等采用復(fù)分解反應(yīng)合成了馬來(lái)酰胺基十一烷酸鈣/鋅鹽(Ca11M/Zn11M)伟叛,使用紫外-可見光譜、熱失重分析脐嫂、熱老化等評(píng)價(jià)方法统刮,考察了Ca11M/Zn11M穩(wěn)定劑對(duì)PVC的熱穩(wěn)定性能,以及與環(huán)氧大豆油之間的協(xié)同效應(yīng)账千,表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性能侥蒙。Hussein A. Shnawa[22]等以丹寧酸為原料制備了生物基丹寧酸鈣,運(yùn)用SEM匀奏、FTIR鞭衩、EDX和元素分析表征產(chǎn)物結(jié)構(gòu),證明產(chǎn)物生成娃善,通過(guò)熱失重论衍、DSC分析表明,單獨(dú)使用丹寧酸鈣表現(xiàn)出優(yōu)異的初期熱穩(wěn)定性能聚磺,初始分解溫度與最大分解溫度顯著提高坯台,運(yùn)用DSC曲線追蹤有氧狀態(tài)下PVC的降解過(guò)程。
 
3 有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑
 
◆3.1作用機(jī)理
 
有機(jī)錫中的烷基錫通常是甲基瘫寝、正丁基和正辛基三種蜒蕾。日本生產(chǎn)的大多是丁基錫類稠炬,歐洲辛基錫類更普遍一些,這是歐洲認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)毒穩(wěn)定劑滥搭,美國(guó)則甲基錫用的較為多一些酸纲。常用的有機(jī)錫類穩(wěn)定劑有三大類:(1)脂肪族酸鹽類,主要是指二月桂酸二丁基錫瑟匆、二月桂酸二正辛基錫等闽坡;(2)馬來(lái)酸鹽類,主要是指馬來(lái)酸二丁基錫愁溜、雙(馬來(lái)酸單丁酯)二丁基錫疾嗅、馬來(lái)酸二正辛基錫等;(3)硫醇鹽類冕象,其中雙(硫基羧酸)酯用量最多[23,24]代承。
 
有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑性能較好,是用于PVC硬制品與透明制品的較好品種渐扮,尤其是辛基錫论悴,幾乎成為無(wú)毒包裝制品不可缺少的穩(wěn)定劑,但其價(jià)格較貴墓律。
 
有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑(巰基乙酸錫)對(duì)PVC有很好的穩(wěn)定效果膀估。尤其是液態(tài)的有機(jī)錫穩(wěn)定劑,相比較固體的熱穩(wěn)定劑耻讽,液態(tài)的有機(jī)錫穩(wěn)定劑能夠更好地與PVC樹脂混合察纯。有機(jī)錫穩(wěn)定劑(巰基乙酸錫)可以取代聚合物上不穩(wěn)定的Cl原子,使PVC樹脂具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性和初期顏色保持性针肥。巰基乙酸錫的穩(wěn)定機(jī)理是:(1)S原子可以取代不穩(wěn)定的Cl原子饼记,因此抑制了共軛多烯烴的生成;(2)HCl作為PVC熱降解的產(chǎn)物慰枕,又可以加速共軛多烯烴的生成具则,而巰基乙酸錫可以吸收產(chǎn)生的HCl[2]。
 
◆3.2研究現(xiàn)狀
 
高爾金[25]等人公開了一種甲基錫復(fù)合熱穩(wěn)定劑具帮,其組成如下:硫醇甲基錫38~68份博肋,銻基化合物15~25份,金屬皂有機(jī)穩(wěn)定劑8~12份匕坯,環(huán)氧類化合物3~5份束昵,抗氧劑2~5份,潤(rùn)滑劑3~8份葛峻,螯合劑1~2份锹雏。所述的硫醇甲基錫是S,S'术奖,S″-三(巰基乙酸異辛酯)一甲基錫和S礁遵,S'-二(巰基乙酸異辛酯)二甲基錫的質(zhì)量比為20:80的復(fù)合物轻绞。該發(fā)明提供的甲基錫復(fù)合熱穩(wěn)定劑產(chǎn)品質(zhì)量高,低毒環(huán)保佣耐,配方中的錫含量較少政勃,實(shí)用性強(qiáng),適用范圍廣兼砖,尤其適用于PVC硬片奸远、管材、吹塑膜等材料讽挟,具有優(yōu)異的初期和長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性懒叛,潤(rùn)滑體系良好,不析出耽梅,抗氧化性能好薛窥。高爾金等[26]測(cè)試了HTM2012甲基錫熱穩(wěn)定劑在PVC-U型材中的靜態(tài)熱穩(wěn)定性和流變性能。結(jié)果表明:與4種同類產(chǎn)品相比眼姐,使用HTM2012的PVC-U片具有較優(yōu)的初期著色性能和優(yōu)越的加工流變性能诅迷。PVC-U型材的檢測(cè)報(bào)告顯示:使用HTM2012的PVC-U型材完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,并通過(guò)了美國(guó)AAMA認(rèn)證众旗,因此HTM2012具有很好的社會(huì)效益和市場(chǎng)前景罢杉。易強(qiáng)順等[27]以甲基氯化錫水溶液、巰基乙酸異辛酯逝钥、硫化物和堿液為原料屑那,經(jīng)配制拱镐、合成艘款、提純,得到一種含錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的硫醇甲基錫沃琅,重點(diǎn)探討了硫化物和巰基乙酸異辛酯與甲基氯化錫的配比系數(shù)哗咆、反應(yīng)溫度、pH值對(duì)收率的影響益眉。結(jié)果表明:最佳反應(yīng)條件為硫化物和巰基乙酸異辛酯的配比系數(shù)分別為0.25和0.6晌柬,反應(yīng)溫度為10~15℃,反應(yīng)液為弱酸性郭脂,終點(diǎn)時(shí)pH值為8.0~9.0年碘,得到物含錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)能達(dá)到26.26%,收率也在97%以上展鸡。趙保良等[28]采用巰基丙酸異辛酯和甲基氯化錫水溶液反應(yīng)屿衅,合成出一種新型PVC熱穩(wěn)定劑:一甲基錫三巰基丙酸異辛酯和二甲基二巰基丙酸異辛酯的混合物。試驗(yàn)探討了反應(yīng)物配比莹弊、反應(yīng)溫度涤久、pH值等工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品收率的影響涡尘。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了控制條件。試驗(yàn)得出的最佳合成條件為:反應(yīng)物配料比為1.05:1响迂,反應(yīng)溫度為10~15℃考抄,反應(yīng)期間pH值為4.0~7.0,反應(yīng)終點(diǎn)pH值為8.5~9.0蔗彤,在此條件下川梅,反應(yīng)收率為97.22%。采用同步熱分析儀測(cè)定了產(chǎn)物的沸點(diǎn)然遏,顯著高于傳統(tǒng)的硫醇甲基錫挑势。
 
4 稀土熱穩(wěn)定劑

◆4.1作用機(jī)理
 
稀土類熱穩(wěn)定劑主要包括資源豐富的輕稀土鑭、鈰啦鸣、釹的有機(jī)弱酸鹽和無(wú)機(jī)鹽潮饱。有機(jī)弱酸鹽的種類有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土诫给、水楊酸稀土香拉、檸檬酸稀土、月桂酸稀土和辛酸稀土等中狂。
 
稀土穩(wěn)定劑的作用機(jī)理初步研究為:(1)由稀土鑭系元素的特殊電子結(jié)構(gòu)(最外層2個(gè)電子凫碌、次外層8個(gè)電子結(jié)構(gòu),有許多空軌道)所決定胃榕,其空軌道能級(jí)差很小盛险,在外界熱力氧作用下或在極性基團(tuán)作用下,外層或次外層電子被激化勋又,可以與PVC鏈上不穩(wěn)定的Cl配位苦掘,并且可以與PVC加工中分解出來(lái)的氯化氫形成配位絡(luò)合物,同時(shí)稀土元素與氯元素之間有較強(qiáng)的吸引力楔壤,可起到控制游離氯元素的作用鹤啡,從而能阻止或延緩氯化氫的自動(dòng)氧化連鎖反應(yīng),起到熱穩(wěn)定作用蹲嚣;(2)稀土多功能穩(wěn)定劑可對(duì)PVC加工中的氧和PVC本身含有的離子型雜質(zhì)進(jìn)行物理吸附递瑰,并進(jìn)入稀土多功能穩(wěn)定劑的晶格穴中,避免了它們對(duì)母體C—Cl鍵的沖擊振動(dòng)隙畜。因此抖部,通過(guò)稀土多功能穩(wěn)定劑的作用,可以提高PVC脫HCl的活化能议惰,從而延緩PVC塑料的熱降解慎颗;(3)稀土化合物中合適的陰離子基團(tuán)能起置換PVC大分子上的烯丙基氯原子的作用,消除這個(gè)降解弱點(diǎn),也能達(dá)到穩(wěn)定的目的哗总。稀土穩(wěn)定劑在國(guó)內(nèi)被研究得比較多几颜。
 
總體來(lái)說(shuō),稀土熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果優(yōu)于金屬皂類穩(wěn)定劑讯屈,具有較好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性蛋哭,并與其他種類穩(wěn)定劑之間有廣泛的協(xié)同效應(yīng),具有良好的耐受性涮母、不受硫的污染谆趾、儲(chǔ)存穩(wěn)定及無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。此外叛本,稀土元素與CaCO3具有獨(dú)特的偶聯(lián)作用沪蓬,同時(shí)促進(jìn)PVC塑化效果,因而可以增加CaCO3的用量来候,減少加工助劑ACR的使用跷叉,有效地降低成本。稀土對(duì)聚氯乙烯的穩(wěn)定作用的特點(diǎn)在于其獨(dú)特的協(xié)同作用营搅,稀土與某些金屬云挟、配位體和助穩(wěn)定劑適當(dāng)配合,能極大地提高穩(wěn)定作用转质。
 
◆4.2研究現(xiàn)狀
 
Miao Li[29]等以順丁烯二酸酐园欣、乙二胺、氯化鑭為原料制備了一種新型稀土熱穩(wěn)定劑休蟹,運(yùn)用元素分析沸枯、FTIR、熱重分析等儀器對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征赂弓,使用熱重分析绑榴、紫外可見光譜、剛果紅測(cè)試等方法考察了穩(wěn)定劑對(duì)PVC熱穩(wěn)定性能的影響拣展,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有良好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性能彭沼,但與傳統(tǒng)Ca/Zn熱穩(wěn)定劑相比缔逛,初期著色有待改善备埃。Mei Li[30]等以組氨酸、硝酸鑭為原料合成了組氨酸鑭(La(His)2)褐奴,紅外表征結(jié)構(gòu)按脚,靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間可以達(dá)到76 min,是空白PVC樣品的24倍敦冬,還考察了La(His)2與季戊四醇(PER)辅搬、ZnSt2不同配比對(duì)PVC熱穩(wěn)定性能的影響,最佳質(zhì)量配比為L(zhǎng)a(His)2/PER/ZnSt2=0.8:2.4:0.8或1.6:1.6:0.8,靜態(tài)熱穩(wěn)定劑時(shí)間分別為86 min和88 min堪遂。Linghua Xie[31]等制備了季戊四醇鑭(La-PER)介蛉,使用TG、MS溶褪、FTIR等儀器表征產(chǎn)物結(jié)構(gòu)币旧,采用剛果紅、電導(dǎo)率猿妈、熱老化吹菱、熱失重和紫外可見光譜等方法,考察了La-PER對(duì)PVC樹脂熱穩(wěn)定性能的影響彭则,結(jié)果發(fā)現(xiàn)La-PER可以顯著延長(zhǎng)靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間鳍刷、改善初期著色以及提高表觀活化能,可以吸收PVC降解產(chǎn)生的HCl并置換PVC鏈中不穩(wěn)定的氯原子俯抖。Degang Li[32]等考察了季戊四醇鑭/硬脂酸鋅/β-二酮之間的協(xié)同效應(yīng)输瓜,采用多種評(píng)價(jià)方法,得出La-PER與ZnSt2之間具有優(yōu)異的協(xié)同效應(yīng)芬萍,能夠有效抑制“鋅燒”前痘,初期白度得到很大改善,紫外光譜表明能夠有效抑制共軛多烯序列的延長(zhǎng)担忧,還著重分析La-PER性能優(yōu)異的原因芹缔,探究了季戊四醇鑭/硬脂酸鋅/β-二酮三元體系之間的熱穩(wěn)定性能。(未完待續(xù))
 
5 有機(jī)類熱穩(wěn)定劑
 
有機(jī)類熱穩(wěn)定劑通常是指含有N瓶盛、P最欠、S等原子,具有一定特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物惩猫。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和各類指令芝硬、法規(guī)的實(shí)施,逐漸減少含重金屬元素?zé)岱€(wěn)定劑的使用轧房,使用無(wú)毒環(huán)保的有機(jī)熱穩(wěn)定劑成為 PVC 行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)拌阴。近年來(lái),因其具有高效的熱穩(wěn)定性能奶镶,又具有一些其它特性迟赃,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這類熱穩(wěn)定的研究越來(lái)越深入。
 
Ahmed M. Mansour[33]等制備了磺胺二甲嘧啶銅厂镇,使用元素分析纤壁、紅外光譜、熱重分析以及紫外可見光譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征捺信,考察了產(chǎn)物在PVC制品中的性能酌媒,結(jié)果發(fā)現(xiàn)磺胺二甲嘧啶銅具有良好熱穩(wěn)定性能,靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到60 min,初始降解溫度可達(dá)275 min秒咨,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面探討了穩(wěn)定機(jī)理喇辽,并研究了其抗菌作用。R.M. Akhmetkhanov [34]等把5-羥基-6-甲基脲嘧啶添加到PVC中雨席,發(fā)現(xiàn)顯著地降低了氫過(guò)氧化物的積累茵臭,增強(qiáng)PVC熱穩(wěn)定性能,還具有高效的抗氧化能力舅世。李先銘等[35]采用剛果紅法和紅外光譜分析研究了姜黃素對(duì) PVC 的熱穩(wěn)定作用旦委,并與常用的熱穩(wěn)定助劑進(jìn)行復(fù)配。以市售鉛鹽和鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為對(duì)比組雏亚,利用轉(zhuǎn)矩流變儀缨硝、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等研究了復(fù)合體系的流變性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明:含3份姜黃素的PVC靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間為14 min罢低;姜黃素可緩解 PVC 的氧化降解查辩;姜黃素與月桂酸鑭、硬脂酸鈣存在明顯的協(xié)同效應(yīng)网持,復(fù)配比例約為1:0.8:0.5 時(shí)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間分別為50 min宜岛、47 min;其流變性能和力學(xué)性能與添加鉛鹽(添加量均為3份)基本一致功舀,優(yōu)于鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑萍倡,其中動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間遠(yuǎn)高于兩者。倪凱等[36]合成了香草醛希夫堿(VAS)辟汰,研究了VAS在硬脂酸鹽(CaSt2和ZnSt2)及水滑石(LDH)復(fù)合熱穩(wěn)定體系中對(duì) PVC 熱穩(wěn)定作用的影響列敲。結(jié)果表明:ZnSt2與VAS 存在較好的協(xié)同作用,與LDH 復(fù)配能顯著提高復(fù)合熱穩(wěn)定體系的熱穩(wěn)定性帖汞,VAS:ZnSt2:LDH 復(fù)合熱穩(wěn)定體系的最佳配比為5:3:2戴而。(文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
 
6 展望
 
進(jìn)入21世紀(jì)后,由于全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格翩蘸,限制重金屬穩(wěn)定劑的法規(guī)日益規(guī)整所意,故熱穩(wěn)定劑的生產(chǎn)及消費(fèi)進(jìn)一步向無(wú)毒、低毒催首、復(fù)合高效方向發(fā)展扶踊,無(wú)鉛、無(wú)鎘化已引起發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視翅帜。隨著替代產(chǎn)品不斷出現(xiàn)和應(yīng)用姻檀,鉛、鎘(特別是鎘)穩(wěn)定劑的應(yīng)用已呈逐步下降的態(tài)勢(shì)涝滴,出現(xiàn)了一些無(wú)毒或者是低毒的熱穩(wěn)定劑(如有機(jī)錫類化合物、鈣\鋅皂鹽、稀土穩(wěn)定劑等)歼疮。
 
盡管近年我國(guó)的復(fù)合型杂抽、無(wú)毒和低毒的熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與開發(fā)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī),但是與世界先進(jìn)水平相比仍存在許多的不足和較多差距(如品種少韩脏,生產(chǎn)規(guī)模小等)缩麸。我國(guó)新型熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)PVC工業(yè)的發(fā)展,一些比較高檔的PVC制品所需的熱穩(wěn)定劑還主要依賴于進(jìn)口赡矢。我國(guó)PVC工業(yè)的快速發(fā)展杭朱,為熱穩(wěn)定劑行業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)保障和廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)也對(duì)熱穩(wěn)定劑行業(yè)提出了更高的要求吹散。加強(qiáng)我國(guó)新型熱穩(wěn)定劑研究和開發(fā)弧械,應(yīng)該重視以下幾點(diǎn):(1)加強(qiáng)原有無(wú)鉛、無(wú)鎘空民、鈣鋅穩(wěn)定劑的研究和改進(jìn)刃唐,提高原有產(chǎn)品質(zhì)量;(2)根據(jù)原料來(lái)源和市場(chǎng)分布界轩,逐步建立相對(duì)集中的大規(guī)模助劑生產(chǎn)廠群画饥;(3)配合其他PVC助劑的開發(fā)和生產(chǎn),發(fā)展多元復(fù)合式產(chǎn)品浊猾,進(jìn)一步減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染抖甘,帶動(dòng)“綠色”助劑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。(文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))