鎂鋁水滑石的控制合成及其在PVC復(fù)合材料中的應(yīng)用.pdf

1、水滑石是20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種新型無機(jī)熱穩(wěn)定劑，具有無毒清潔、價(jià)廉和高效等優(yōu)點(diǎn)，一直以來備受青睞。但水滑石普遍存在團(tuán)聚嚴(yán)重、形貌不規(guī)整、生產(chǎn)成本高等問題。PVC中使用最廣泛的是鎂鋁水滑石熱穩(wěn)定劑，鎂鋁水滑石屬于長(zhǎng)期型熱穩(wěn)定劑，長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性較好，但初期著色嚴(yán)重。另外，國內(nèi)外學(xué)者的研究表明，鎂鋁水滑石的比表面積對(duì)熱穩(wěn)定性能有重要影響，只有當(dāng)比表面積小于30m2/g時(shí)才具有穩(wěn)定作用，否則會(huì)促進(jìn)PVC的熱分解，但遺憾的是幾乎沒有關(guān)于水滑石比

2、表面積與熱穩(wěn)定性的系統(tǒng)研究。目前，鎂鋁水滑石最常用的合成方法有共沉淀法、水熱法、尿素法等，但這些方法均存在很大的局限性。因此本文采用共沉淀法與水熱法結(jié)合的新工藝，圍繞控制合成條件來實(shí)現(xiàn)對(duì)水滑石比表面積的可控制備，嘗試合成出比表面積介于8～30m2/g的水滑石。在此基礎(chǔ)上，研究水滑石比表面積對(duì)熱穩(wěn)定性能的影響，并將水滑石與初期型熱穩(wěn)定劑ZnSt2、CaSt2復(fù)配使用制得熱穩(wěn)定性能較好的PVC復(fù)合材料。
　　本文首先采用低過飽和共沉淀

3、水熱法，分別以MgCl2或Mg(OH)2作鎂源，以硫酸鋁為鋁源，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，碳酸鈉提供插層陰離子。系統(tǒng)研究了原料種類、原料處理方法、合成溫度、時(shí)間、攪拌速度、添加晶種等因素的影響。通過XRD、SEM、粒徑、比表面積的分析表征，確定出最佳原料和最佳制備條件。結(jié)果表明：最佳鎂源種類是在150℃下水熱反應(yīng)3小時(shí)制得的Mg(OH)2。水滑石最佳水熱合成溫度為170℃、水熱合成時(shí)間為12小時(shí)、攪拌速度為300r/min。添加晶種可使水滑石變

4、厚，最佳添加量為0.5%。最終產(chǎn)品為規(guī)整的六方片狀，比表面積最大為28.75m2/g，最小可達(dá)8.48m2/g。
　　同時(shí)，又采用高過飽和共沉淀水熱法，最佳合成條件為：最佳的鎂源種類是在150℃下水熱反應(yīng)3小時(shí)制得的Mg(OH)2，水滑石最佳水熱合成溫度為190℃、水熱合成時(shí)間為12小時(shí)，晶種的最佳添加量為0.5%。最終產(chǎn)品為表面光潔的六方片狀，比表面積最大為20.57m2/g，最小為10.33m2/g。還嘗試采用該方法直接以青海

5、鹽湖氯化鎂作鎂源，成功合成出形貌規(guī)整的鎂鋁水滑石，最小比表面積達(dá)11.03m2/g，大大降低了生產(chǎn)成本。
　　最后，采用剛果紅法和熱老化烘箱法研究了水滑石的熱穩(wěn)定性能與比表面積的關(guān)系。結(jié)果表明：水滑石的比表面積越小，熱穩(wěn)定性能越好；在相同比表面積水平下，低過飽和共沉淀水熱法對(duì)應(yīng)的水滑石的熱穩(wěn)定性能要優(yōu)于高過飽和共沉淀水熱法；水滑石與ZnSt2、CaSt2的最佳復(fù)配比例為MgAl-LDHs/ZnSt2/CaSt2=10∶1∶4。最終