关于钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用

毕业（学位）论文（2013 届本科）题目：钙锌复合稳定剂在PVC中的应用研究学院：化学化工学院专业：应用化学作者姓名：指导教师：职称：讲师完成日期：2013 年 5 月20 日河西学院本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本科毕业论文作者签名：二零一三年五月二十日河西学院本科生毕业论文题目审批表学院：化学化工学院专业：应用化学注：本表按选题填写，每题一页，学院存档。

河西学院本科生毕业论文任务书河西学院本科毕业论文开题报告钙锌复合稳定剂在PVC中的应用研究摘要：随着全球环保要求越来越高，研究新型、高效、低毒性的热稳定剂具有重要意义和较好的应用前景。

钙锌复合稳定剂是典型的新型、低毒稳定剂，是由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工艺制备而成。

本文研究了用于增塑PVC的钙锌复合稳定剂的热稳定作用，进行了流变实验、流变动态实验和流变余料色差的检测。

着重讨论了过去的铅盐稳定剂与钙锌稳定剂稳定性的差异；不同钙锌稳定剂的稳定性能；稳定剂用量及其并用体系对PVC稳定剂效果的影响。

结果表明钙锌复合稳定剂热稳定性能优于传统稳定剂，热分解温度和热稳定性大幅度提高，具有良好的社会效益和经济效益。

关键词：稳定剂；锌烧；热稳定作用The Study of The Application of Calcium Zinc CompoundStabilizer in PVC(College of Chemistry and Chemical Engineering of Hexi university Zhangye Gansu 734000) Abstract:With the global environmental requirements higher and higher, research a new, high efficiency ,low toxicity of thermal stabilizer has a great significance and a good prospect . Calcium zinc stabilizer is a typically new, low toxic stabilizer, which is made up of calcium. zinc salt, lubricant, and antioxidant, by using a special compound technology. The paper studies the thermal stability of calcium and zinc compound stabilizer which is used for plastic PVC. The stability of different stability between lead salt stabilizer and calcium zinc stabilizer in the past, the stabilizer for different calcium zinc stabilizers, the effect of PVC stabilizer on which the amount of stabilizer and have by testing the rheological experiments and dynamic rheological experiments.The result shows that the thermal stability of calcium zinc compound stabilizer has more advantages than that of tradition , and it’s thermal do composition temperature and thermal stability are improved greatly, so it has a good social and economic benefit.Keywords:Stabilizer; Zinc burning ; Thermal stabilization1 引言聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯单体经过自由基聚合反应生成的热塑性线型聚合物，是产量仅次于聚乙烯(PE)的通用塑料[1]，具有自熄、阻燃、耐磨、强度较高、电绝缘性和化学稳定性较好等优点，且价格低廉，广泛应用于工业、农业、国防及建筑等领域，但是PVC 结构特殊，对热极为过敏，当加热温度达到90℃以上时，就会发生轻微的热分解；当温度达到120℃后，即发生明显的热分解反应[2]，PVC是在高温和高剪切条件下进行加工的，容易脱去分子上的HCL而导致聚合物降解[3-4]，因其产品变色和制品机械性能等下降，影响其使用寿命，因此需要添加热稳定剂来增加其稳定性。

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关于钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用钙锌复合热稳定剂是一种广泛应用于聚氯乙烯（PVC）材料中的热稳定剂。

由于PVC在高温下会分解产生盐酸气体，降低材料的稳定性和使用寿命，因此需要添加热稳定剂来提高其耐热性能。

钙锌复合热稳定剂不仅可以提供有效的热稳定性，同时还能改善材料的加工性能和物理性能。

本文将详细介绍钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用以及其影响因素。

首先，钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用主要是为了提高材料的耐热性能和稳定性。

PVC是一种常用的塑料材料，由于其特殊的结构和分子链的特点，导致其在高温下容易发生分解，释放有害的气体和化学物质。

钙锌复合热稳定剂具有良好的耐高温性能，可以有效地抑制PVC的分解反应，降低分解产物的生成，从而提高材料的耐热性能和稳定性。

其次，钙锌复合热稳定剂还可以改善PVC材料的加工性能。

在PVC的热加工过程中，由于高温和剪切条件的作用，易发生断裂、黏度变化等现象，严重影响材料的加工性能和成型效果。

添加钙锌复合热稳定剂可以有效地减少材料在加工过程中的分解反应，降低粘度的变化，使PVC材料具有更好的流动性和可加工性。

此外，钙锌复合热稳定剂还能显著改善PVC材料的物理性能。

PVC材料在高温下容易发生降解和老化现象，导致物理性能的下降，如抗冲击性、拉伸性能、耐候性等。

添加钙锌复合热稳定剂可以有效地抑制分解反应和老化过程，提高PVC材料的物理性能，延长其使用寿命。

钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用受到一些因素的影响。

首先是钙锌比例的选择。

钙和锌具有不同的稳定性和相容性，较好的钙锌比例可以提供更好的热稳定性能。

其次是添加量的控制。

添加过多会导致副反应和材料性能下降，添加过少则无法达到预期的热稳定效果。

因此，需要根据具体情况选择适当的添加量。

此外，PVC基体的质量和稳定性也会对钙锌复合热稳定剂的应用效果产生影响。

总之，钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用可以显著改善材料的热稳定性能、加工性能和物理性能，提高PVC材料的使用寿命和应用范围。

钙锌复合稳定剂在PVC中的应用研究毕业论文1.引言在塑料工业中，聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride, PVC）是一种常用的合成材料，广泛应用于建筑、电子、汽车、包装等领域。

然而，PVC材料在加工和使用过程中会受到热、光和氧等因素的影响，导致分子链的断裂和降解，从而降低材料的性能和使用寿命。

为了解决这一问题，研究人员提出了使用钙锌复合稳定剂来提高PVC材料的稳定性的方法。

本文将详细介绍钙锌复合稳定剂的应用研究，并讨论其影响因素和优化方案。

2.钙锌复合稳定剂的介绍钙锌复合稳定剂是一种常用的PVC热稳定剂，由氯化钙和氯化锌两种化合物组成。

钙锌复合稳定剂具有良好的热稳定性和耐光性，可以有效防止PVC材料在高温和阳光照射下发生降解。

此外，钙锌复合稳定剂还具有环保性能，不含铅、铋等有毒金属，符合环境保护要求。

3.钙锌复合稳定剂在PVC中的应用钙锌复合稳定剂可以通过催化分解游离氯化氢、中和酸性物质、稳定分子链等方式提高PVC材料的稳定性。

具体应用上，可将钙锌复合稳定剂添加到PVC树脂中，与PVC分子链发生化学反应，形成稳定的化合物。

此外，钙锌复合稳定剂还可以与其他添加剂如光稳定剂、抗氧化剂等共同使用，以增强PVC材料的稳定性。

4.钙锌复合稳定剂的影响因素钙锌复合稳定剂的添加量、配方比例和反应温度等因素都会影响PVC 材料的稳定性。

合理的添加量可以提高材料的稳定性，但过量添加会导致成本增加和性能下降。

配方比例的调整能够优化钙锌复合稳定剂与PVC材料的反应，提高稳定效果。

反应温度则会影响反应速度和产物的稳定性，需要进行合适的控制。

5.钙锌复合稳定剂的优化方案为了进一步提高钙锌复合稳定剂在PVC中的应用效果，可以从以下几个方面进行优化。

首先，选择合适的钙锌复合稳定剂类型和品质，确保其在反应中的活性和稳定性。

其次，进行合适的配方设计，根据不同需求选择其他添加剂与钙锌复合稳定剂共同作用，提高稳定效果。

最后，控制好反应条件，调整反应温度、反应时间和搅拌速度等参数，以提高反应效果和产品质量。

无毒环保钙锌复合稳定剂在PVC门窗异型材上的应用1.1 前言自世界上第一樘塑料门窗于1959年在联邦德国问世，PVC塑料门窗以其优良的力学机械性能，优良的耐候（抗紫外线）性能，重量轻、寿命长、低燃烧性、低维护性，而且价格便宜，制作安装方便等特点，在发达国家发展异常迅猛，2002年以PVC为材质的门窗已占了欧洲市场总量的38.1％。

1995年和1997年，我国化学建材协调组印发了《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》、《国家化学建材推广应用“九五”计划和2010年发展规划纲要》和《关于加速化学建材推广应用和限制淘汰落后产品的规定》等文件，极大的推动了我国PVC塑料门窗的发展。

到1999年底，我国塑料门窗型材产量超过30万t（比1998年增长50%），实际组装面积约为3000万m2，占我国建筑门窗市场的15%左右。

到2010年塑料门窗在全国的建筑门窗市场占有率达到30%以上，预计产量将超过160万吨，前景相当可观。

1.2 重金属的危害聚氯乙烯(PVC)塑料由于其分子结构对热不稳定，需要加入稳定剂以防止或减缓PVC在加工过程中热降解，并还可以防止PVC制品在使用过程中因光、热、氧引起的破坏作用，保持其物理性能。

在PVC门窗异型材的生产中，铅盐类稳定剂是最常用的一种，并一直占据着主导地位，在欧洲镉皂类稳定剂也经常被使用。

大量的事实表明，铅、镉类化合物对人体健康的巨大危害性和对环境的严重危害性。

铅、镉类稳定剂的使用，一直以来是环境保护主义者或者绿色和平组织反对PVC材料的焦点之一。

在PVC制品中使用重金属稳定剂之所以引起人们越来越大的关注，主要有如下两方面的原因：一是因为PVC制品在使用过程中重金属稳定剂发生化学反应、迁移对环境的污染。

美国国家宇航局高达得空间飞行中心和军方阿伯丁测试中心证实，在美国等地用铅盐作稳定剂的UPVC门窗，在加入10份以上钛白粉的情况下，用电子显微技术对其进行观测，经过一段时间后，塑料表面仍然会发现分解形成的含铅树脂粉末。

PVC无毒钙锌复合热稳定剂分析摘要：热稳定剂的发展对pvc工业的发展有着巨大的推动作用，而复合钙锌热稳定剂是世界上公认的无毒、环保型热稳定剂，具有极大的应用空间。

本文介绍了pvc的热降解机理以及钙锌复合热稳定剂的作用机理，阐述了如何应用刚果红法对钙锌复合热稳定剂的热稳定性进行测试，最后分析了钙锌复合热稳定剂的应用以及发展前景。

关键词：pvc 钙锌复合热稳定剂分析一、引言聚氯乙烯（pvc）是产销量仅略低于聚乙烯（pe）的第二大宗通用塑料，但pvc的加工离不开热稳定剂。

可以这样说，热稳定剂的发展对pvc工业的发展有着巨大的推动作用。

复合钙锌热稳定剂是世界上公认的无毒、环保型热稳定剂，它具有价格低廉、润滑性良好等优点。

因此，复合钙锌热稳定剂已逐渐替代了传统的铅、镉有害稳定剂，在食品包装、玩具、医用手套和输血管、电线电缆、管材、和人造革等领域中得到了广泛的应用。

二、pvc的热降解机理pvc的分子结构对热极不稳定。

当 pvc 被加热至 100℃时，便开始有轻微的降解；当温度达到 150℃时，便伴随有脱出 hcl 反应。

随着温度的升高，pvc脱出 hcl 速度加快，如果不抑制hcl的产生，分解会进一步加剧，直至发生剧烈降解。

pvc在热降解过程中，除脱出 hcl 外，其物料颜色还会不断加深甚至出现黑化的现象，其制品的物理力学性能不断下降，所以对pvc来说，必须添加热稳定剂以控制降解反应，否则pvc就会因热降解而失去使用价值。

具体而言，pvc 的热降解过程具有以下特性：（1）降解速率随着温度的升高而迅速加快；（2）pvc 降解速率与其分子链的结构有关；（3）降解产物 hcl 对 pvc 降解具有促进作用；（4）空气中的氧气会大大提高降解速度；（5）fecl3、zncl2等具有 lewis 酸性质的金属化合物对 pvc 降解具有强烈的促进作用。

对于 pvc 如何进行热降解，人们通过研究认识到主要包括两个步骤。

第一，pvc聚合分子链上脱去活泼的氯原子产生hcl，并在 pvc 高分子链上逐渐形成共轭多烯结构。

关于钙锌复合热稳定剂在PVC中的应用单纯PVC树脂对热极为敏感，当加热温度达到900C以上时，就会发生轻微的热分解；当温度达到1200C后，即发生明显的热分解反应，使PVC树脂颜色逐渐加深，PVC的热降解机理十分复杂，但PVC的热分解反应的实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应，最后导致大分子链断裂，南通新邦化工在这方面是专家，看看他们的讲解。

虽然PVC的热分解机理还不十分成熟，但防止PVC热分解的热稳定机理则比较成熟，它是通过如下几个方面来实现热稳定目的的。

捕捉PVC热分解产生的HCl，从而防止HCl的催化降解作用。

铅类稳定剂主要按此机理作用，此外还有金属皂类、有机锡类、亚磷酸酯类及环氧类等按此机理作用。

置换活泼的烯丙基氯原子。

金属皂类、亚磷酸酯类和有机锡类可按此机理作用。

与自由基反应，中止自由基的传递。

有机锡类和亚磷酸酯类按此机理作用。

与共轭双键加成作用，抑制共轭链的增长。

有机锡类和环氧类按此机理作用。

分解氢过氧化物，减少自由基的数目。

有机锡和亚磷酸酯类按此机理作用。

钝化有催化脱HCl作用的金属离子。

同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的。

实践证明，添加热稳定剂是提高PVC热稳定性的有效方法。

PVC热稳定剂种类较多。

按其化学成分有盐基性铅盐、金属皂（高级脂肪酸钡、铅、隔、钙、锌、镁、钾、锶等）、有机锡、环氧化合物、亚磷酸酯、稀土化合物及硫醇锑等。

配方设计时，通常将不同种类或同一种类的几种稳定剂并用，产生协同、加合或互补效果。

因单一成分的热稳定剂难以满足热稳定性和综合性能要求，复合型热稳定剂的开发应用得到迅速发展。

随着国家环保制度的加强，市场上都在推行环保型，无毒钙锌复合稳定剂。

硬脂酸钙/锌复合热稳定剂硬脂酸钙、锌无毒热稳定剂，价格较低，适于食品包装用PVC制品。

研究结果表明，锌皂稳定剂的离子化势能高，与PVC分子上的烯丙基氯反应，能使PVC稳定，抑制初期着色效果良好。

但反应生成的ZnCl2是脱HCl的催化剂，能促进PVC降解。

水滑石/钙锌/稀土复合热稳定剂在PVC中的应用摘要：水滑石类化合物（LDHs)是一类阴离子型层状材料，层间具有可交换的阴离子。

LDHs特殊的层状结构和化学组成使其有望替代传统热稳定剂，成为无毒、廉价、高效的PVC热稳定剂的新品种，本文主要探索水滑石复合热稳定剂在PVC中的应用。

PVC由于其良好的耐磨性、高介电性和低廉的价格，已广泛用于轻工业、农业、建材、国防等领域，是产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料。

由于PVC树脂加工温度与热分解温度比较接近，受热熔融加工时，容易产生“开拉链式”脱去氯化氢自催化降解反应，必须加入稳定剂提高PVC树脂热分解温度，使得加工正常进行。

随着人们环保意识的增强及对重金属使用的限制，无毒，高效，环保的水滑石复合热稳定剂越来越成为人们聚焦点。

PVC热稳定剂的总体发展方向为无毒、高效、多功能化、成本低、无（低）铅，无镉、低粉尘、复合型及易分散性的热稳定剂产品。

*1.1金属皂类热稳定剂：钙类热稳定性优于光稳定性，具有优良的润滑作用。

锌类热稳定剂具有抑制初期着色性能，但稳定性较差，用量不能超过0.3份，用量过多促使PVC分解，使之产生黑点“锌烧”现象，总之，金属皂类热稳定剂效果一般，且随着用量增加会影响PVC制品性能。

*1.2有机锡类热稳定剂:常用的有机锡类稳定剂有三类1）脂肪族酸盐类，该系稳定剂的特点是：有优秀的透明性、耐热性、耐光性和润滑性，但单独使用时有初期着色和粘辊现象。

2）马来酸盐类，该系稳定剂有卓越的耐热性、透明性和良好耐光性，缺点是没有润滑作用，加工时“发粘”，用于软制品时有喷霜现象，还略有臭味。

3）硫酸盐类，其中双脂用量最多。

有机锡类热稳定剂价格昂贵，实际应用不广。

*1.3铅盐类热稳定剂：铅盐类热稳定剂热稳定性和电绝缘性好且价格便宜，但所制得的产品不透明，毒性大，有初期着色性，不耐硫化，相容性差。

鉴于铅盐的毒性，其应用已经受到限制。

*1.4水滑石类热稳定剂：水滑石是一类具有特殊结构的层状无机材料。