N-苄基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)的合成及对PVC的热稳定作用

以马来酸酐、苄胺、氯化镧、氢氧化钠为原料成功合成了N-苄基马来酰胺酸根合镧(III),通过傅立叶红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析(TGA)、熔点等表征了其结构与性能;通过刚果红实验、紫外-可见光谱(Uv-vis)、FTIR、TGA研究了其对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用。结果表明,N-苄基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)为白色粉末,熔点184℃,其化学组成为LaL3·H2O,N-苄基马来酰胺酸根中的羧基氧和酰胺氮与镧离子发生配位,形成螯合物。刚果红试验表明,加入LaL3·H2O后PVC的热稳定时间从4min提高到28min;UV表明,PVC在降解过程中,主要形成共轭双键为3的多烯结构,同时伴有共轭双键为4~9的多烯的生成,LaL3·H2O的加入抑制了多烯的生成;FTIR表明,LaL3·H2O的加入,抑制了C-Cl键的极性;TGA研究证明,LaL3·H2O大幅提高了PVC热降解的活化能,氮气氛中由123.46kJ/mol提高到162.60kJ/mol,空气气氛中由115.94kJ/mol提高到152.15kJ/mol,提高了PVC的热稳定性,LaL3·H2O可作为PVC热稳定剂使用。

N-十六烷基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)对聚氯乙烯的热稳定机理

利用已经成功制备的N-十六烷基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)配合物(LaL3)作为聚氯乙烯(PVC)热稳定剂,通过热重分析、热重-红外联用技术和热动力学分析方法对LaL3热稳定PVC的作用机理进行了分析研究。结果表明,添加LaL3前后PVC样品热解过程及气体释放顺序不变;但LaL3的添加会延迟并减少HCl及氯代烃气体的产生,并且有一定量的酰氯类物质生成,从而证明了LaL3可稳定PVC长链中的活泼Cl原子。LaL3对HCl气体有一定的吸收作用,使HCl气体的析出量明显减少;LaL3还可以与PVC降解生成的顺式共轭二烯通过Diels-Alder反应遏制共轭多烯结构的生成。LaL3可改变PVC热氧化脱氯化氢反应机理,Flynn-Wall-Ozawa法计算表明,LaL3使其活化能从纯PVC的107.7 kJ/mol提高到130.6 kJ/mol;MacCallum-tanner法计算表明,LaL3使PVC热氧化脱氯化氢反应动力学方程由一级反应的f(α)=1-α转化为二级反应的f(α)=(1-α)2,活化能也由纯PVC的97.41 kJ/mol大幅提升到132.9 kJ/mol。

一种稀土热稳定剂的制备及其对PVC热降解性能的影响

以正已胺、马来酸酐、氯化镧、氢氧化钠为原料合成了N-正已基马来酰胺酸镧(Ⅲ),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析等方法表征其结构与性能;通过刚果红实验、紫外-可见光谱仪(Uv-vis)、TGA研究了其对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用。结果表明,N-正已基马来酰胺酸镧(Ⅲ)为白色粉末,熔点为195℃,化学组成为LaL3·2H2O,N-正已基马来酰胺酸根中的羧基氧、酰胺氮与镧离子发生配位,形成螯合物。刚果红试验结果表明:加入LaL3·2H2O后PVC的热稳定时间从4min提高到19min;UV数据表明PVC在降解过程中,LaL3·2H2O的加入抑制了多烯的生成。TGA分析证明,LaL3·2H2O大幅提高了PVC热降解的活化能,当热稳定剂添加量为3.0%时,在空气气氛中活化能从115.94kJ/mol提高到154.23kJ/mol,在氮气气氛中由123.46kJ/mol提高到168.82kJ/mol,PVC的热稳定性得到了明显提高,LaL3·2H2O可作为PVC热稳定剂使用。