乙酰丙酮金属化合物合成及其对PVC的热稳定作用研究

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1、北京化工大学硕士学位论文乙酰丙酮金属化合物合成及其对PVC的热稳定作用研究姓名：刘青宝申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：李殿卿;林彦军20090601摘要乙酰丙酮金属化合物合成及其对PVC的热稳定作用研究摘要聚氯乙稀(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、有机锡类等为主，由于其含有重金属，能够对人类健康造成长期的危害。鉴于有毒热稳定剂产生的危害，开展无毒、无污染、复合和高效的PVC热稳定剂研究具有十分重要的意义。乙酰丙酮类

2、化合物含B．二酮结构，可以通过与pvc进行烷基化反应迅速置换pvc加工期间生成的烯丙基氯，使共轭烯烃的分子链中断、变短，起到良好的热稳定作用，在改善PVC制品的初期着色性方面具有优异的效果，同时可以与多种热稳定剂产生协同作用。本论文采用直接转化沉淀法成功合成了乙酰丙酮锌、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮镁、乙酰丙酮铝四种化合物，克服了乙酰丙酮金属化合物传统合成方法产率低、使用大量有机溶剂和操作过程复杂等缺点。通过红外、元素分析、热重、XRD和激光粒度进行了分析表征，结果表明产物晶体结构完整，收率达90％以上。通过静态热老化实验、刚果红实

3、验、色差测试等研究发现，制备的乙酰丙酮锌能够很好地改善PVC的初期稳定性能，乙酰丙酮钙能够显著延长PVC的长期热稳定时间，乙酰丙酮镁和乙酰丙酮铝也对PVC具有一定的热稳定作用。随着乙酰丙酮锌添加量的增加，PVC的初期着色性得到进一步改善，但过量的Zn含量会引起“锌烧”现象，降低PVC的长期热稳定性能。随乙酰丙酮钙、乙酰丙酮镁和乙酰丙酮铝添加量的增加，PVC的长期稳定性均得到提高，尤其是乙酰丙酮钙，在100phrPVC中添加4phr，在200士1。C环境下，可以使PVC的热稳定时间达到83rain以上。通过力学性能测试表明，乙

4、酰丙酮锌、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮镁对PVC均具有增强和增韧的效果。考察了乙酰丙酮锌与乙酰丙酮钙复配的二元热稳定剂体系对PVC的热稳定效果，随着乙酰丙酮锌添加量的增加，PVC初期着色性能得到改善，但是由于“锌烧”现象，使PVC的长期热稳定性能下降。乙酰丙酮锌与乙酰丙酮钙最佳比例分别为1／19，PVC的热稳定时间为80rain。研究了乙酰丙酮锌一乙酰丙酮钙-LDHs(ZnMgAI-C03·LDHs)复配的三元体系对PVC的热稳定作用，当100phrPVC中Zn(acac)2的添加量为O．2phr，且Ca(acach／LDHs的比值

5、为1／2时，三元热稳定体系中各组分发挥了明显的协同作用，对PVC的热稳定作用最佳，热稳定时间达到了90min。关键词：乙酰丙酮化合物，PVC，热稳定剂，MgZnAl-LDHs，协同作用II摘要PREPARATIONoFACETYLACETONATEMETALCOMPOUDSANDTHEIRTHERMALSTABILIZATIONFORPVCABSTACTPolyvinylchloride(pvc)resinsareatypeofthermoplasticthathaveawidevarietyofapplications．H

6、owevertheirthermalstabilityisverypoorandadditionofoneormorestabilizersisrequiredduringprocessing．Themainclassesofthermalstabilizersincurrentuseareleadsaltsandorgano—tincompounds．Theseallhavedisadvantagesintermsoftoxicity，environmentalpollutionand]orhighcost．Asaresu

7、ltoftheworldwideincreaseinenvironmentalawarenessandtheincreasinglystringentlimitsontheuseofheavymetals，attentioniscurrentlybeingfocusedonthermalstabilizersthatarenon．toxicandenvironmentally—friendly,aswellasbeingeconomical．Acetylacetonecompoundscontainingp-diketone

8、structurecanreplaceallylchloridegeneratedduringthemachiningprocessthroughalky7lationwithPVCwhichmakesMolecularchainofconjugatedalkenesfracture．An