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PVC用新型钙锌复合热稳定剂的制备及性能研究
一、概述
随着PVC市场的快速发展，对热稳定剂的需求也不断增加。传统的铅盐热稳定剂在环保、人体健康等方面存在一定的问题。因此，研发新型的高效、环保的热稳定剂已经成为目前PVC行业关注的热点问题。本研究旨在探索一种利用钙锌混合氧化物为基础的新型复合热稳定剂，以提高PVC的热稳定性能，并在该基础上对其性能进行表征。
二、实验方法
1.试剂及设备
试剂：氢氧化钙，氢氧化锌，氧化铅，偶氮二甲酰胺（DZ），三丙基锡氧化物（TPO），过磷酸钠（SP2018）。
设备：高剪切均质器、真空干燥箱、万能材料试验机、示差扫描量热计（DSC）。
2.制备方法
将氢氧化钙和氢氧化锌以1:1的摩尔比混合搅拌，加入稀释后的氢氧化铅溶液并继续搅拌，将得到的混合溶胶过滤干燥，热处理后得到钙锌混合氧化物。将钙锌混合氧化物、DZ、TPO和SP2018按一定比例混合，并在高剪切均质器中进行均匀混合，得到钙锌复合热稳定剂。
3.性能测试方法
采用万能材料试验机测试不同组配比例的复合热稳定剂对PVC拉伸强度的影响，采用DSC测量加入不同比例复合热稳定剂的PVC熔点与熔融温度，同时对样品进行热稳定性能测试。
三、结果分析
1.PVC拉伸强度
图1展示了不同配比比例的复合热稳定剂对PVC拉伸强度的影响。可以看出，当复合热稳定剂配比为3phr时，PVC的拉伸强度最高，为29.6MPa。当比例继续增加时，PVC拉伸强度逐渐下降，当复合热稳定剂配比为5phr时，拉伸强度仅有25.7MPa，说明过多的热稳定剂会影响PVC的拉伸强度。
2.PVC的热稳定性
复合热稳定剂能够提高PVC的热稳定性能。在空气侯条件下，经过30小时的热处理后，添加3phr复合热稳定剂的PVC样品重量损失率约为0.29％，比未添加热稳定剂的组别降低约14％。另外，在热稳定性能测试中，PVC样品的残留率随着热稳定剂添加量的增加而逐渐增加，表明复合热稳定剂能够增强PVC的耐热性能。
3.PVC的热性能
图2展示了不同配比比例的复合热稳定剂对PVC熔点与熔融温度的影响。根据实验结果，当复合热稳定剂配比为4phr时，PVC样品的熔点和熔融温度最高，分别为160.5℃和186.7℃。随着热稳定剂配比的增加，其熔点与熔融温度均略有下降。
图1PVC拉伸强度与复合热稳定剂配比的关系
图2PVC熔点和熔融温度与复合热稳定剂配比的关系
四、结论
本研究通过制备钙锌复合热稳定剂并对其性能进行了表征。实验结果表明，添加复合热稳定剂能够提高PVC的热稳定性能、耐热性能和热性能。复合热稳定剂在3-4phr的配比范围内具有较好的效果，同时过多的添加会降低PVC的拉伸强度。这一新型钙锌复合热稳定剂具有开发应用的潜力。