聚氯乙烯辅助热稳定剂_二酮的合成及应用

第36卷第3期河南大学学报(自然科学版)Vol.36　No.3 2006年9月Journal of Henan University(Natural Science)Sep.2006

聚氯乙烯辅助热稳定剂βΟ二酮的合成及应用

郑林萍1,2,张普玉13,于丽1,尹艳琴1

(1.河南大学化学化工学院,河南开封475001;　2.开封教育学院,河南开封475003)

摘　要:通过克莱森缩合反应,合成了一种新型βΟ二酮,用红外和核磁表征了其结构,研究了其作为聚氯乙烯辅助热稳定剂的热稳定性能.结果表明,所制备的βΟ二酮是一种优良的聚氯乙烯用无毒辅助热稳定剂.

关键词:聚氯乙烯;热稳定剂;βΟ二酮

中图分类号:TQ314.24 文献标识码:A文章编号:1003-4978(2006)03-0051-03

Synthesis and Application ofβΟDiketone as

PVC Auxiliary H eat Stabilizer

ZH EN G LinΟping1,2,ZHAN G PuΟyu13,YU Li1,YIN YanΟqin1

(1.College of Chemist ry and Chemical Engineering,Henan Universit y,Henan Kai f eng475001,China;

2.Kai f eng I nstitute of Education,Henan Kai f eng475003,China)

Abstract:A novelβΟdiketone was synthesized by claisen condensation reaction,and the structure ofβΟdiketone was confirmed by IR and NMR.The performance ofβΟdiketone as auxiliary heat stabilizer for PVC was investigated and the results turned out satisfactory.

K ey w ords:poly(vinyl chloride);heat stabilizer;βΟdiketone

聚氯乙烯(PVC)作为五大通用塑料之一,以其优良的综合性能、便宜的价格,一直保持着增长的势头,预计2006年全球年产量超过3000万吨,产量仅次于聚乙烯[1].但由于在合成聚氯乙烯时存在一些不可避免的副反应,使其高分子结构中存在有缺陷,如含有双键、支链结构和引发剂残余物等,所以PVC在加工成制品时会伴随有脱氯化氢反应从而引起降解、色变和大分子交联等劣化现象,因此,PVC的加工过程中必须使用热稳定剂[2].

PVC加工常用的热稳定剂主要有铅盐类、钡/镉盐类、稀土盐类、复合金属皂类和有机锡/锑类等[3-6].铅盐和钡/镉盐类性能优良,但因毒性问题,今后会逐渐被淘汰;有机锡/锑类价位较高,限制了其应用;稀土类稳定剂不单独使用,一般情况下和其他类型稳定剂复配使用,如与钙/锌类等复配;硬脂酸钙和硬脂酸锌等金属皂类稳定剂由于具无毒[7]、价廉及优良的光稳定性、透明性和非硫化污染性能等优点,成为了PVC热稳定剂的主要发展方向[8,9].然而,钙皂热稳定性不足,锌皂常会造成聚氯乙烯制品的“锌烧”[10](即“突然降解”),开发能与钙/锌热稳定剂复配、具有协同效应的有机类辅助热稳定剂是解决这些问题的主要途径,已有的品种有亚磷酸酯类、环氧化合物类、多元醇类等[11-13].近年来,βΟ二酮类辅助热稳定剂由于具有优良的抑制初期着色性能和优良的协同效应,日益引起人们关注[14],已有硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷的合成与应用的报道[15,16].作者合成了新型的庚酰苯甲酰甲烷类βΟ二酮(下简称βΟ二酮),研究了其作为聚氯乙烯辅助热稳定剂的热稳定性能.有关其作为聚氯乙烯辅助热稳定剂的研究还未见有报道.

1　实验部分

1.1　主要药品及仪器

庚酸甲酯,自制;庚酸、甲醇、金属钠、二甲苯、苯乙酮、硬脂酸钙、硬脂酸锌均为分析纯;PVC树脂,河南新乡树脂厂.

　收稿日期:2006202216

　作者简介:郑林萍(1965-),女,河南开封人,高级讲师,硕士研究生.3通讯联系人,EΟmail:zhangpuyu@.

　河南大学学报(自然科学版),2006年,第36卷第3期52

傅立叶红外光谱仪(AvaterΟ360型美国Nicolet公司,液膜法);核磁共振波谱仪(Avance400M德国Bruker公司,CDCl3为溶剂做1HNMR).

1.2　βΟ二酮的合成

取一定量的庚酸与甲醇在酸催化下进行反应,170℃蒸出庚酸甲酯,洗涤、干燥后备用.在反应瓶中加入一定量的甲醇和钠粒,制得新鲜甲醇钠;然后加入二甲苯和庚酸甲酯,在回流温度下逐滴加入苯乙酮溶液,滴加结束后继续回流反应1h.反应结束后降温并用酸进行中和,洗涤后减压蒸出橘红色液体产物.

1.3　βΟ二酮辅助热稳定性能测试

按一定比例将PVC树脂、增塑剂、硬脂酸钙、硬脂酸锌、βΟ二酮混合,高速搅拌下混匀,然后在约165℃下混炼5min制成PVC片材,切成小粒,在烘箱(180℃)中测定热稳定性.

2　结果与讨论

2.1　产物的结构表征

合成的βΟ二酮(庚酰苯甲酰甲烷)的红外吸收谱图和1H核磁共振谱图分别见图1和图2,从图1可以看出,3030cm-1出现了βΟ二酮异构体烯醇的羟基,2964cm-1为庚酰中的C H3和(C H2)n,1670cm-1是βΟ二酮羰基(由于与苯环共轭波数降低)和烯醇的羰基,770cm-1和694cm-1是单取代苯环的特征吸收.从图2可以看出,δ=7.8和7.4处为苯环上H,δ=6.1为烯醇上H,δ=2.4附近为与羰基相连C H2上H,δ=1.3为(C H2)n上H,δ=0.9为C H3上H.综合红外吸收谱图和1H核磁共振谱图的结果确认所合成的为庚酰苯甲酰甲烷.

图1　庚酰苯甲酰甲烷的红外吸收谱图

图2　庚酰苯甲酰甲烷的1H核磁共振谱图