PVC的聚氯乙烯的熱降解行為

   日期:2021-06-04     瀏覽:28    
核心提示:聚合物熱降解根據反應特征可分成二類:①解聚反應(dc,poly merization),如:聚IF基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚苯乙烯( PS)等聚合物
  聚合物熱降解根據反應特征可分成二類:①解聚反應(dc,poly merization),如:聚IF基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚苯乙烯( PS)等聚合物的熱降解反應。該類反應是鏈斷裂并生成..系列與其結構相似的產物。②取代基反應(subsrituenr reacti()11).如:聚乙烯醇( PVA).聚醋酸乙烯酯(PVAc)和聚氯乙烯( PVC)等聚合物的熱降解反應。其特征為在熱降解時聚合物鏈結構上的取代基首先脫掉,使聚合物鏈結構單元的化學特征發生了變化,并且生成的揮發產物與單體在結構和性質上有很大的不同。③環化反應( cyclization).如:聚丙烯腈(PAN)的熱降解反應。這一類聚合物受熱后,通過環化交聯,改變了主鏈的結構。由此可見,聚合物的熱降解機理取決于聚合物的自身結構和反應條件。
    在PVC中氯的含量犬約為56.8%.碳為38.4%,氫為4.8 960正是由于PVC具有高含量的氯元素,使得PVC是熄性聚合物。也正是由于PVC中含有大量的氯取代基(碳與氯原子的原子個數比為2:1).導致其熱降解行為不同于聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等。
    大量的研究已經證明:聚氯乙烯的熱降解首先是脫掉氯化氫生成高共軛的碳骨架,見反應式
聚氯乙烯的熱降解行為

可以看出,烯丙基氯和叔碳基氯是熱不穩定的,受熱后,即使在160℃、l8(lt’的低溫下就開始脫掉氯,而仲碳基氯在300℃以上才開始脫掉氯.,PVC的結構表達式似乎表明PVC上的氯完全是仲碳基氯,氯在p\,(、鏈上應該是相對穩定的。然而實驗結果表明:聚氯乙烯150℃時就開始分解c這是因為PVC樹脂的合成是通過自由基加成聚合反應制得的,在自由基加成聚合反應過程中,常常發生鏈的轉移或鏈終止等反應,使得在PV('、分子鏈上形成了一些烯丙基型氯和叔碳基型氯或由于氧化引起的一些羰基烯丙基氯(見圖1-6)o PV(、分子鏈上的這些結構缺陷導致其在受熱后很容易斷裂脫掉氯,引起PVC在較低溫度下熱降解脫HC,從大量的有關研究pvc’熱降解的文獻上看,一股認為PVC-受熱脫HC,I過程主要有四種機理:自由基機理、分子機理、離子機理和極化子機理,見4.6.2。
    為解決PV(:的熱不穩定性除研究有效的熱穩定劑外.1j前人們已經進行了大量的努力,通過離子在低溫下聚合反應進行合成PVC,以減少結構缺陷,改善PV(’的熱穩定性。
    熱重分析法對PVC熱降解的研究表明:PVC的熱降解過程有兩個明顯的階段(見圖l-7),即PVC熱降解脫HCI的過程和共軛多烯鏈段的熱降解過程。純的PV(’在150 - 230℃就開始了熱降解,脫掉HCI并且變色,但該階段脫Ha的速度很饅
 
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