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氢氧化钙的表面改性及其应用研究

作　者: 李慧芝
导　师: 李红
学　校: 广东工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 氢氧化钙 异丙醇 季戊四醇 双酚AF 表面改性 热稳定剂 力学性能
分类号: TQ320.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


由于氢氧化钙不稳定、易和空气中二氧化碳反应,且与塑料、橡胶等高分子材料的相容性较差,在成型过程中难以实现高均匀、高分散性,从而使材料的性能下降。为了解决这些问题,本文采用工业级CaO为原料,在合成氢氧化钙的同时分别添加异丙醇、季戊四醇、溶解在少量无水乙醇的双酚AF溶液,成功合成了有机试剂表面改性的氢氧化钙。对合成的条件及其应用进行了研究。研究结果表明:异丙醇改性氢氧化钙的最佳合成条件为:异丙醇水溶液浓度5.5%wt、反应温度75℃、反应时间1.5h。此条件下合成的改性氢氧化钙的平均粒径6-8μm、在苯中的沉降体积7.0ml。季戊四醇改性氢氧化钙的最佳合成条件为:季戊四醇为1.2g、反应温度78℃时、反应时间2h。此条件下合成的改性氢氧化钙的平均粒径分别为5-6μm,在苯中的沉降体积6.8ml。双酚AF改性的最佳合成条件为:双酚AF为0.5g、反应温度75℃时、反应时间2h。此条件下合成的改性氢氧化钙的平均粒径分别为2-4μm,在苯中的沉降体积8.0ml。X—射线衍射分析和红外光谱分析表明合成的产物为氢氧化钙,有机试剂与氢氧化钙之间不是简单的混合而是通过较强的静电作用、氢键作用结合在一起形成了包覆作用。热稳定分析可知不同有机试剂改性的氢氧化钙分解温度相差不大,都达到了380℃,可作为高聚物PVC的添加剂。季戊四醇、异丙醇改性的能有效提高PVC的热稳定性,双酚AF改性的氢氧化钙对PVC热稳定性的提高效果不明显。添加相同份量异丙醇、季戊四醇改性的氢氧化钙的PVC试片,后者的热稳定时间明显长于前者20分钟以上,且添加量越大热稳定时间越长。PVC的力学性能随异丙醇、季戊四醇、双酚AF合成改性的氢氧化钙加入量的增大而有所下降,当添加量较少(如为5g)时,PVC的力学性能下降不明显。表明少量的异丙醇、季戊四醇、双酚AF合成改性的氢氧化钙在作为PVC的热稳剂的同时对其力学性能影响不大,具有一定的应用价值。此外,研究了氢氧化钙的表面改性机理及其对PVC的热稳定机理。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
CATALOGUE  11-14
第一章 绪论  14-29
  1.1 国内外氢氧化钙粉体改性技术的发展概述  14-19
    1.1.1 氢氧化钙粉体粒子的超细化处理  14-16
    1.1.2 表面改性技术  16-19
  1.2 PVC的热降解及其机理  19-22
    1.2.1 PVC脱氯化氢的降解机理  19-22
    1.2.2 热氧化降解机理  22
  1.3 热稳定剂及其作用机理和热稳定剂的选择  22-23
    1.3.1 热稳定剂及其作用机理  22-23
    1.3.2 热稳定剂的选择  23
  1.4 国内外增韧改性PVC技术的发展概述  23-26
    1.4.1 弹性体增韧改性PVC  24
    1.4.2 刚性体增韧改性PVC  24-26
  1.5 本文研究构思的提出与研究意义  26-27
    1.5.1 研究构思的提出  26
    1.5.2 研究意义  26-27
  1.6 本文的研究目标和主要研究内容  27-29
    1.6.1 研究目标  27-28
    1.6.2 主要研究内容  28-29
第二章 实验方法  29-35
  2.1 主要药品及试剂  29
  2.2 主要仪器及设备  29-30
  2.3 氢氧化钙表面改性实验工艺流程  30-32
    2.3.1 异丙醇改性氢氧化钙的合成实验方法  31-32
    2.3.2 季戊四醇改性氢氧化钙的合成实验方法  32
    2.3.3 双酚AF改性氢氧化钙的合成实验方法  32
  2.4 产物的测试与表征  32-34
    2.4.1 氢氧化钙在高聚物中的分散性测试实验  32-33
    2.4.2 产物的粒径测定  33
    2.4.3 X射线粉末衍射(XRD)  33
    2.4.4 红外光谱(FT—IR)  33
    2.4.5 热分析仪测定(DSC-TG)  33
    2.4.6 扫描电镜(SEM)  33-34
  2.5 改性氢氧化钙在聚氯乙烯(PVC)中的应用  34-35
    2.5.1 改性氢氧化钙对PVC热稳定性的测定  34
    2.5.2 改性PVC的力学性能测试  34-35
第三章 改性氢氧化钙合成的实验结果与讨论  35-53
  3.1 氢氧化钙的表面改性的机理  35-36
  3.2 异丙醇对氢氧化钙表面改性的影响  36-41
    3.2.1 异丙醇用量对改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  36-38
    3.2.2 反应温度对异丙醇改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  38
    3.2.3 反应时间对异丙醇改性Ca(OH)2的平均粒径和沉降体积的影响  38-39
    3.2.4 异丙醇改性氢氧化钙的X射线衍射分析  39-40
    3.2.5 异丙醇改性氢氧化钙的红外光谱分析  40
    3.2.6 异丙醇改性氢氧化钙的热稳定性分析  40-41
  3.3 季戊四醇对氢氧化钙表面改性的影响  41-46
    3.3.1 季戊四醇用量对改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  41-43
    3.3.2 反应温度对季戊四醇改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  43-44
    3.3.3 反应时间对季戊四醇改性氢氧化钙的平均粒径和沉降体积的影响  44
    3.3.4 季戊四醇改性氢氧化钙的X射线衍射分析  44-45
    3.3.5 戊季四醇改性氢氧化钙的红外光谱分析  45-46
    3.3.6 季戊四醇改性氢氧化钙的热稳定性分析  46
  3.4 双酚AF对氢氧化钙表面改性的影响  46-51
    3.4.1 双酚AF用量对改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  46-48
    3.4.2 反应温度对双酚AF改性氢氧化钙平均粒径和沉降体积的影响  48-49
    3.4.3 反应时间对改性氢氧化钙的平均粒径和沉降体积的影响  49
    3.4.4 双酚AF改性氢氧化钙的X射线衍射分析  49-50
    3.4.5 双酚AF改性氢氧化钙的红外光谱分析  50-51
    3.4.6 双酚AF改性氢氧化钙的热稳定性分析  51
  3.5 本章小结  51-53
第四章 改性氢氧化钙在聚氯乙烯中的应用  53-60
  4.1 前言  53
  4.2 改性氢氧化钙对PVC热稳定性的影响  53-57
    4.2.1 有机试剂改性的氢氧化钙对PVC热稳定性的影响  53-56
    4.2.2 改性氢氧化钙对PVC热稳定机理的初步探讨  56-57
  4.3 改性氢氧化钙对PVC力学性能的影响  57-59
  4.4 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-66
攻读学位期间发表的论文  66-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 原料与辅助物料
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