马来酸插层稀土类水滑石的制备及对PVC热稳定性能的影响

【作者】 杜桂芳； 段金胜； 柳召刚； 胡艳宏； 吴锦绣；

【机构】 内蒙古科技大学材料与冶金学院； 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室； 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室；

【摘要】 采用共沉淀-水热合成法,以硝酸锌、硝酸铝、硝酸镧、马来酸和氢氧化钠为原料,合成了衣康酸插层的锌铝镧类水滑石。利用XRD、红外光谱、热分析和扫描电镜进行了表征,研究了不同制备条件对马来酸插层稀土类水滑石晶体结构的影响,通过刚果红实验、热老化实验和转矩流变实验,研究了马来酸插层稀土类水滑石对PVC的热稳定性能的影响。实验结果表明,当铝镧配比为10:1、共沉淀时间20h、水热时间8h、水热温度180℃时,马来酸插层稀土类水滑石的晶体结构最佳,具有水滑石的结构。经红外光谱分析,存在层板羟基的宽吸收峰、羧基C=O的伸缩振动吸收峰和羧酸基-COO-的对称伸缩振动吸收峰,表明马来酸已插入LDHs层间。经热分析,第一阶段为是层间水的脱出过程,第二阶段是层板残存的羟基脱出和层间马来酸的降解。最佳制备条件下的马来酸插层稀土类水滑石的热稳定时间可达60分钟,PVC的热稳定性得到了明显提高。马来酸插层稀土类水滑石降低了PVC的平衡转矩,提升了PVC的动态热稳定时间,显著延缓了PVC释放HCl的速率,从而提升了动态热稳定性。马来酸插层稀土类水滑石边界模糊,尺寸大小在69nm～220nm不等,厚度为17nm,团聚现象较为明显。马来酸插层稀土类水滑石是较佳的PVC热稳定剂,作为一种新型、环保、价廉、高效的一类热稳定剂,对我国稀土PVC稳定剂的发展具有重要意义。更多还原