三氟甲烷磺酸稀土盐对聚丙烯热稳定性的影响及机理

通过熔融共混将三氟甲烷磺酸镱[Yb(OTf) 3]和三氟甲烷磺酸镧[La(OTf)3]添加至聚丙烯(PP)中,制得PP/Yb和PP/La材料,并对其热稳定性进行表征.热失重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)结果显示, Yb(OTf) 3和La(OTf) 3均可以显著提高聚丙烯的热稳定性.当Yb(OTf) 3添加量仅为1%(质量分数)时, PP的起始分解温度从275 ℃提高至305 ℃,最大分解温度从384 ℃提高至405 ℃, 160 ℃下的氧化诱导时间从12.1 min延长至43.0 min,热焓从1907 J/g降低至483 J/g;而PP/La1的起始分解温度、最大分解温度、 160 ℃下的氧化诱导时间和热焓分别为300 ℃, 409 ℃, 18.6 min和633 J/g.结果表明, La(OTf) 3对聚丙烯热稳定性的改善作用弱于Yb(OTf) 3,对2种稀土盐产生不同实验结果的原因进行分析并提出机制.由于阴离子和阳离子的共同作用, Yb(OTf) 3和La(OTf) 3均可提高PP的热氧稳定性. La(OTf) 3中三氟甲烷磺酸根的自由基捕捉能力和稀土离子的配位能力发挥主要作用,而Yb(OTf) 3中的稀土离子的高反应活性也起到关键作用.