稀土与Ca/Zn复合稳定剂对PVC稳定作用的影响*
*稀土与Ca/Zn复合稳定剂对PVC稳定作用的影响
**方龙,朱肖楠,宋义虎,郑强
(高分子合成与功能构造教育部重点实验室 浙江大学高分子科学与工程学系 杭州
310027)
1. 前言
[1, 2]Ca/Zn稳定剂具有良好的协同作用,是PVC的有效热稳定剂之一。然而,其稳定效率
[3, 4]和长期热稳定性效果并不理想。稀土稳定剂对PVC具有长期热稳定性。本研究考察稀土与Ca/Zn稳定剂复配对PVC热稳定效果的影响,以期获得高效复合稳定剂。 2. 实验部分
o2.5 g PVC和0.1g稳定剂充分研磨,置于180C油浴中加热,观察试样上方2 cm处刚果红
o试纸颜色变化,变蓝时间即为静态热稳定时间。TGA实验以20C/min升温速度测定升温热失
o重曲线,并测定180C恒温失重曲线。拉伸实验在万能试验机上以10mm/min拉伸速度进行。 3. 结果与讨论
图1显示稳定剂组成对静态热稳定时间(t)的影响。t随Ca/Zn与La/Zn比例增加而增大,ssss
且在Ca/Zn与La/Zn比例为8/2时达到最大值,超过单纯使用La、Ca和Zn稳定剂时的t值,
ss明Zn与La、Zn与Ca对PVC均有协同热稳定作用。La/Zn的热稳定时间稍低于Ca/Zn。
表1 在不同Ca/Zn比例下稀土对PVC起始分解温度(T)和平均降解速率(R)的影响 ba
o-1 T/ C R / % min b a
Ca/Zn without LaSt with LaSt without LaSt with LaSt 3333
10/0 253 264 0.028 0.020
8/2 247 254 0.050 0.020
4/6 234 243 0.120 0.071
0/10 188 231 0.198 0.156
2550
Zn/La20 Zn/Ca40
1530
10Static stability time / min without LaStTensile strength / MPa203 with LaSt35100/010/06/42/80/1010/08/26/44/62/80/10Ratios of Zn/CaRatios of Zn/La or Zn/Ca
图1 稀土/戊二酸锌、硬脂酸钙/戊二酸锌 图2 不同Ca/Zn比例下稀土对拉伸PVC
复合稳定剂对PVC 热稳定时间的影响 拉伸强度的影响
* 基金项目:国家科技支撑
资助课
(2007BAE10B04)
**通讯联系人,郑强,Email: zhengqiang@zju.edu.cn
表1显示稳定剂组成对PVC初始热分解温度(T)与热分解速率(R)的影响。T随Ca/Zn比例bab
增大而降低,R则急剧增加。Ca/Zn比为0/10时PVC降解最严重。在PVC中加入稀土可提高a
T,降低R,且Ca/Zn比为0/10时,稀土的作用最为明显。可见,Ca、La与Zn稳定剂之间具ba
有协同作用。
图2显示稳定剂对PVC拉伸强度的影响。随Ca/Zn比例增加,拉伸强度先急剧增大,然后
逐渐趋于恒定,说明Ca/Zn稳定剂可抑制PVC热降解。不添加Ca/Zn稳定剂时,稀土可提高PVC
拉伸强度,说明稀土本身具有一定的热稳定性能。单独使用戊二酸锌(Ca/Zn=0/10)可造成PVC
“锌烧”,导致PVC强度降低,而加入稀土可抑制PVC“锌烧”,显著提高拉伸强度。在
Ca/Zn比例较高时,稀土对力学性能的作用变得不明显。
综上所述,稀土与Ca/Zn稳定剂间具有协同作用,对PVC具有优异的热稳定效果。
参考文献:
[1] Wang M, Xu J, Wu H, Guo SY, Effect of pentaerythritol and organic tin with calcium/zinc stearates on the
stabilization of poly(vinyl chloride). Polym Degrad Stab, 2006, 91, 2101
[2] Balkose D, Gokcel HI, Goktepe SE, Synergism of Ca/Zn soaps in poly(vinyl chloride) thermal stability. Eur
Polym J, 2001, 37, 1191
[3] 杨占红, 舒万艮, 龙怀中, 李新海, 稀土热稳定剂对聚氯乙烯热稳定性能的影响. 中国稀土, 1999, 20 (2),
60
[4] 赵小玲, 齐暑华, 田建团, 甘志星, 冯子煜, 稀土多功能稳定剂在PVC中的性能研究. 塑料, 2004, 33 (2),
18
Effect of rare earth with calcium/zinc stabilizers on the stabilization
of poly(vinyl chloride)
Fang Long, Zhu Xiaonan, Song Yihu, Zheng Qiang**
(Key Laboratory of Macromolecular Synthesis and Functionalization, Ministry of Education , Department of Polymer Science and Engineering , Zhejiang University , Hangzhou 310027 China)
Abstract
The stabilization effect of calcium stearate/zinc glutarate (CaSt/ZnGa) combined with rare 2
earth stabilizer on poly(vinyl chloride) was investigated. The results showed that rare earth stabilizer can improve the stabilization efficiency through synergistic effect with ZnGa. The complex stabilizer of CaSt/ZnGa combined with rare earth presented excellent stabilization 2
effectiveness to PVC.
Key words: Poly(vinyl chloride), Stabilizer, Calcium stearate, Zinc glutarate, Rare earth