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1、第29卷第1期北京化工大学学报Vol.29,No.12002年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2002水滑石填充PVC材料的热稳定性能及流动性能张强吕杰斌(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要:用热辊压延法制备了水滑石填充聚氯乙烯(PVC)树脂复合材料。用刚果红、热失重、Brabender扭矩流变仪等方法考察了水滑石对PVC树脂静态、动态热稳定性、流动性能的影响。结果表明,用钛酸酯改性的水滑石在PVC中效果最好;水滑石的加入可提高PVC树脂的热稳定性;随着水滑石含量的增加,PVC树脂
2、的流动性先有所提高而后降低;水滑石在PVC树脂中最佳用量为1%～2%(质量分数)。关键词:聚氯乙烯;水滑石;热稳定及流动性能中图分类号:TQ32513PVC树脂是最早开发的热塑性塑料。它具有制;固体石蜡,工业品,北京燕山石化公司。难燃烧、高力学性能、价格低廉、原料来源丰富、制造112实验设备工艺成熟等特点。然而,它还存在着一些难以克服高速混合机,GH210D型,北京塑料机械厂;双的缺点,热稳定性能差是其突出的缺点之一。水滑辊筒炼塑机,SK2160B型,上海橡胶机械厂;差热天石是一类具有广阔应用前景的层状无机材料,典型平,PCT2IA型,美国;Brabender
3、转矩流变仪,PLV2的水滑石类化合物Mg6Al(OH)16CO3·4H2O最早于151,德国Brabender公司。[1]1842年由瑞典的Circa发现,它的结构非常类似113材料的制备于水镁石Mg(OH)2,由MgO6八面体共用棱形成单11311混料将各组分通过高速热混料机械搅拌,元层,位于层上的Mg2+、Al3+、OH-层带正电,层间加料顺序为稳定剂有机锡8831、润滑剂硬脂酸及石可交换的阴离子CO2-蜡、加工助剂ACR。稳定剂加入时的温升为50～603与层上正电荷平衡,使得这一结构呈电中性。由于水滑石的特定结构与性能,℃,润滑剂加入时的温升为70～80
4、℃,加工助剂加将水滑石作为PVC树脂的助热稳定剂具有良好的入时的温升为90～100℃。当混料完成后,待其冷应用前景。1980年,日本Kyowa化学公司率先将却,在35～40℃出料。混合料用作Brabender扭矩[2]流变仪实验试样及进一步塑炼。水滑石填充到PVC中用作热稳定剂。但用水滑石与有机锡作为共热稳定剂的研究罕见报道。本文11312塑炼将上述混合料在双辊混炼机进行塑选用有机锡与水滑石作为共热稳定剂,这符合PVC炼,温度控制在165～170℃之间,反复塑炼8～10树脂热稳定剂向无毒安全方向发展的趋势,且用部min,塑炼过程中,辊距由小到大,再由大到小,使
5、样分水滑石替代部分较昂贵的有机锡热稳定剂在工业品很好的塑化,最后将样品压为约1mm厚的薄片生产中具有现实意义。出样。114测试1实验部分11411热稳定时间按照GB8815—88标准将111主要原料PVC薄片剪成边长为2mm的细粒,将粒子装在试PVC树脂,SG25型,北京化工二厂;有机锡(硫管中,在规定位置放一个刚果红试样条,试管口封醇类),8831,北京化工三厂;硬脂酸C18H35O2,分析好,放在甘油浴中,在(200±2)℃温度下观察刚果红纯,北京求贤化工试剂厂;丙烯酸酯类(ACR),工业试样条变色时间,试样条刚开始变色的时间即为热品,苏州安利化工厂;水滑
6、石,Mg/Al=2,本校自稳定时间。11412热失重分析热重分析可用来表征材料的收稿日期:2001204209热分解温度。所用仪器是PCT2IA热重分析仪,实第一作者:男,1962年生,理学博士,副教授验条件为:空气气氛,升温速度10℃/min,样品总第1期张强等:水滑石填充PVC材料的热稳定性能及流动性能·37·质量约20mg,测量温度区间50～700℃。由此测得样品热失重曲线。由于开始分解温度不好确定,[3]所以用失重1%时的温度代替。11413动态热稳定性及加工性能德国Brabender公司Brabender转矩流变仪测试,转速45r/min,实验温度1
7、85℃。2结果与讨论211不同水滑石含量对PVC热稳定性的影响21111不同水滑石含量对热稳定时间的影响对图2不同水滑石含量PVC的热分解温度曲线不同改性剂、不同含量水滑石的PVC做刚果红实Fig.2ThermaldecompositiontemperaturecurvesofPVCfilledwithdifferenthydrotalcitecontents验,结果如图1所示。图1不同水滑石含量PVC的刚果红变色时间曲线图3不同水滑石含量PVC的动态热稳定时间曲线Fig.1CongoredturningcolourtimecurvesofPVCFig.3Dy
8、namicthermalstabili
