多功能多元醇酯基稀土金属醇盐的制备及用作PVC助剂研究

聚氯乙烯(PVC)作为世界上最早被投入工业化生产的功能性塑料,因为其优良的耐腐蚀性、可塑性、绝缘性以及selleck高强度低成本等特点,在工农业生产及生活中被广泛应用。但PVC制品生产中易受高温影响出现热老化分解现象,这不AIDS-related opportunistic infections仅影响PVC的美观性,更影响了PVC产品的质量。因此,在生产过程中需要考虑添加热稳定剂来改善PVC这一缺陷,其中,铅盐、金属皂类、有机锡和稀土类等是常见的热稳定剂。这些热稳定剂大多存在各种不足,且功能单一。论文制备了一系列多元醇酯基稀土金属醇盐热稳定剂,具有良好的改善PVC热稳定性外,还具有优良的抗菌、塑化及耐紫外线等性能,因此,论文对研究稀土金属醇盐的制备及应用具有较好的参考价值。首先论文以富马酸、甘露醇、醋酸镧为原料,合成了富马酸甘露醇酯基稀土镧金属醇盐(MFE-La):以对甲苯磺酸为催化剂、环己烷为带水剂进行酯化反应,合成了富马酸甘露醇酯,然后在乙醇环境下将多元醇酯与醋酸镧进行反应,得到MFE-La。用傅里叶红外变换光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)表征了稀土金属醇盐的结构与物理性质,并通过烘箱热老化实验和电导率实验考察了MFE-La对PVC的热稳定性,发现MFE与La元素摩尔比例为2:1时热稳定性效果最好,且与点击此处硬脂酸锌复配的比例为Zn:La=1:3时热稳定效果最优。采用表面抗菌实验、光密度(OD)法对MFE-La的抗菌性能进行了测试,对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的最高抗菌率均超过99.5%;用溶血性实验探究了金属醇盐的生物相容性,结果表明,MFE-La的溶血率低于5%,符合生物相容性标准。合成了对羟基苯甲酸季戊四醇酯基稀土金属醇盐(PHE-La),表征了PHE-La的结构与物理性质,探究了PHE-La对PVC的热稳定性和抗菌性能,结果表明,添加PHE-La时,PHE与La的摩尔比例为2:1时表现出最好的PVC热稳定性,并在与硬脂酸锌复配比例为Zn:La=1:3时热稳定性最优,而在抗菌方面,当PHE-La的溶血率处于标准值以内时,对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力均达到99.5%以上。采用水热法制备了碳量子点负载的Ti O_2复合物(Ti O_2@CQDs),对其进行了详细表征,并从实验和DFT理论计算两方面考察了Ti O_2@CQDs对PHE-La/Zn St_2稳定的PVC耐紫外线降解性能的影响及机制。实验结果显示,Ti O_2@CQDs的使用可以明显减缓PVC光降解,且可在一定程度上改善PVC热稳定性。DFT理论计算结果表明,CQDs属于局域激发,光生电子和空穴易复合,使得CQDs可把紫外线转换为可见光,提升PVC耐紫外光降解能力;CQDs上丰富的羧羰基氧与酮羰基氧能通过形成氢键的方式固定PVC降解产生的HCl,且CQDs上的羟基可以与Zn St_2稳定PVC产生的Zn Cl_2络合,从而抑制“锌烧”。因此,Ti O_2@CQDs是PVC具有多功能的光稳定剂,可以作为PHE-La的光稳定和热稳定辅助剂。