Page 177 - 《精细化工》2020年第4期

第 4 期 于 静，等: α-酮戊二酸镧的制备、复配及其对 PVC 热稳定性能的影响 ·811·

表 2 ATAL 对 PVC 的静态热稳定性能
Table 2 Static thermal stability of ATAL for PVC
样品 热稳定时间/min 7 min 时样品颜色
PVC 7

PVC+硬脂酸锌 10

PVC+ATAL 13

由表 2 可知，同为前期型热稳定剂的硬脂酸锌
图 4 PVC+ATAL 在不同升温速率下的 DTG 曲线
对 PVC 的静态热稳定时间仅为 10 min，而添加
Fig. 4 DTG curves of PVC+ATAL at different heating rates
ATAL 的 PVC 样品，其热稳定时间为 13 min，是纯
PVC 热稳定时间的 1.86 倍；对比 7 min 时样品颜色
可以看出，纯 PVC 已呈现淡粉色，PVC+硬脂酸锌
样品则颜色更深，呈现棕色并有零星黑褐色斑点出
现，而 PVC+ATAL 样品颜色未发生明显变化，仍为
白色，说明 ATAL 对 PVC 具有较好的前期热稳定作
用，能很好地抑制 PVC 着色。
2.3 热失重分析
图 2 和图 3 分别为纯 PVC 在不同升温速率下的
DTG 曲线和热降解动力学拟合曲线，图 4 和图 5 分

别为 PVC+ATAL 在不同升温速率下的 DTG 曲线和
2
热降解动力学拟合曲线。 图 5 PVC+ATAL 降解的 ln(β/T P )–1/T P 线性拟合线
2
Fig. 5 Linear fitting curve of ln(β/T P ) –1/T P for PVC+
ATAL degradation

由图 2 可知，PVC 的热降解过程分为两个阶
段。在室温~380 ℃区间为 PVC 热降解过程的第一
阶段，该阶段主要是 PVC 分子链上不稳定的氯原
子以 HCl 形式脱落，形成不饱和烯烃或共轭烯烃，
PVC 颜色逐渐加深；在 380~530 ℃区间为 PVC 热
降解过程的第二阶段，该阶段主要是共轭烯烃进一
[9]
步脱氢裂解或聚合成环的过程 。由图 4 可知，加
入 ATAL 后 PVC 热降解第一阶段和第二阶段的失

图 2 PVC 在不同升温速率下的 DTG 曲线 重率都有明显下降，且第二阶段分解结束时的温
Fig. 2 DTG curves of PVC at different heating rates 度已接近 600 ℃，说明 ATAL 的加入能有效抑制

PVC 的热降解，且镧与 PVC 链通过配位作用抑制
了共轭多烯的生成及进一步降解，从而使裂解温度
提高。
根据 Kissinger 方程，PVC 热降解最大速率和最
高温度之间存在如式（1）的关系，图 3 和图 5 中分
别给出了纯 PVC 和 PVC+ATAL 的热降解拟合线性
方程。PVC 及 PVC+ATAL 的热降解动力学分析参数
见表 3。
由表 3 可知，添加 ATAL 后 PVC 热降解最大温

度提高约 8 ℃，热降解活化能提高了 15.78 kJ/mol，
2
图 3 PVC 降解的 ln(β/T P )-1/T P 线性拟合线
2
Fig. 3 Linear fitting curve of ln(β/T P )-1/T P for PVC 说明 ATAL 的加入可有效降低 PVC 热降解反应活性，
degradation 对 PVC 的热降解有明显的抑制作用。