鎂基超分子插層結(jié)構(gòu)抗光老化材料制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)具有優(yōu)異的物理、化學(xué)、機(jī)械性能，在化工、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑以及制造業(yè)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，是四大通用塑料之一。但其易受到光、熱、氧等作用而加速老化并導(dǎo)致機(jī)械性能變差。因此在PP加工過(guò)程中需要加入光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑等多種功能助劑以提升其抗老化性能。加入的助劑通常為有機(jī)小分子化合物，存在易揮發(fā)、不耐遷移、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，雖然在一定程度上提高了PP的抗光老化性能，但這些助劑易失效，影響了抗光老化效果。因此制備性能優(yōu)異的抗光老化

2、功能助劑對(duì)提升PP的抗光老化能力具有十分重要的實(shí)際意義。
　　層狀雙金屬氫氧化物(LDH)是一種層狀陰離子型黏土，具有組成可調(diào)、結(jié)構(gòu)可控、層間陰離子可交換、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。目前，用于聚丙烯材料的插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑層間功能客體均為水楊酸類、二苯甲酮類等有機(jī)紫外吸收劑，受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)作為層間客體的插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑目前還未見(jiàn)報(bào)道;且插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑層間均為單一客體，受層間客體性能的制約，插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑功能單一、可調(diào)控性差。

3、針對(duì)上述研究現(xiàn)狀，本論文基于LDH的可插層組裝性及層間客體組成的可調(diào)控性，提出將受阻胺光穩(wěn)定劑插層至LDH層間構(gòu)筑新型插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑的研究思路，利用LDH主體層板對(duì)層間客體的保護(hù)作用提高受阻胺光穩(wěn)定劑的耐遷移性和穩(wěn)定性;利用層間客體組成的可調(diào)變性，將受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外吸收劑共同插層至LDH層間制備多客體共插層LDH光穩(wěn)定劑，借助功能客體間的協(xié)同抗光老化作用實(shí)現(xiàn)功能協(xié)調(diào)及性能強(qiáng)化。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.利用三聚

4、氯氰上的氯原子易被取代的特性，以三聚氯氰、對(duì)氨基苯磺酸鈉以及2，2，6，6-四甲基哌啶胺為原料，先后進(jìn)行三聚氯氰1-氯和2-氯的氨基取代反應(yīng)，將對(duì)氨基苯磺酸鈉以及2，2，6，6-四甲基哌啶胺接枝至三嗪環(huán)上合成受阻胺光穩(wěn)定劑2-（苯磺酸鈉-4-氨基）-4-氨-6-（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶氨基）-1，3，5-三嗪（HALS1），對(duì)HALS1進(jìn)行了有機(jī)結(jié)構(gòu)表征，確認(rèn)了其結(jié)構(gòu)。然后采用共沉淀法制備十二烷基硫酸根(SDS)插層結(jié)構(gòu)MgA

5、l-LDH，得到MgAl-SDS-LDH，經(jīng)離子交換反應(yīng)將HALS1陰離子插層組裝到LDH層間，獲得超分子插層結(jié)構(gòu)抗光老化材料MgAl-HALS1-LDH。采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis、TG-DTA等測(cè)試技術(shù)對(duì)插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑MgAl-HALS1-LDH的結(jié)構(gòu)、組成及形貌進(jìn)行了表征，并考察了MgAl-HALS1-LDH的紫外吸收性能、熱穩(wěn)定性以及對(duì)PP抗光老化性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，插層組裝至LDH提高了HALS1的熱穩(wěn)定

6、性，將LDH材料與PP復(fù)合提高了PP的熱穩(wěn)定性、抗光老化性能以及機(jī)械性能。
　　2.以2，2，6，6-四甲基哌啶胺與HALS1為原料進(jìn)行三嗪環(huán)上第三個(gè)氯的氨基取代反應(yīng)，合成受阻胺光穩(wěn)定劑2-(苯磺酸鈉-4-氨基)-4，6-（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶氨基）-1，3，5-三嗪(命名為HALS2)，對(duì)HALS2進(jìn)行了有機(jī)結(jié)構(gòu)表征，確認(rèn)了其結(jié)構(gòu)。以MgAl-SDS-LDH為前驅(qū)體，采用離子交換法將HALS2陰離子插層組裝到MgAl

7、-LDH層間獲得超分子插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑MgAl-HALS2-LDH。采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis、TG-DTA等分析方法對(duì)插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑MgAl-HALS2-LDH的結(jié)構(gòu)、組成及形貌進(jìn)行了表征，并考察了MgAl-HALS2-LDH熱穩(wěn)定性以及對(duì)PP抗光老化性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，插層組裝提高了受阻胺光穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性，將水滑石材料與PP復(fù)合提高了PP的熱穩(wěn)定性、抗光老化性能以及機(jī)械性能。
　　3.采用共沉淀法制備紫外

8、吸收劑2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮(BP4)插層LDH，獲得MgAl-BP4-LDH前驅(qū)體，采用離子交換法將HALS1陰離子插層組裝到MgAl-BP4-LDH層間，通過(guò)控制反應(yīng)條件調(diào)控HALS1的插層量，構(gòu)筑HALS1與BP4共插層MgAl-LDH，獲得新型插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑MgAl-HALS1/BP4-LDH。采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis、TG-DTA等分析方法對(duì)插層結(jié)構(gòu)光穩(wěn)定劑MgAl-HALS1/BP4-L