PVC复合材料的制备及紫外光老化性能探析摘 要：PVC的用途广泛，是一•种性能优良的合成树脂但是它的抗 紫外光老化性能差的缺点也对pvc材料的使用带来了不利影响，因此，专 业人员应该加强对pvc材料的抗紫外光老化的研究本文即从pvc紫外光 老化性的机理出发，探究了无机粒子、紫外光抑制剂与PVC组成的复合材 料，发现了它们能有效的改善PVC材料的抗紫外光老化性能关键词：PVC复合材料；紫外光老化；老化机理；光稳定剂一、PVC材料概述1. PVC的性质PVC （聚氯乙烯）是产量仅次于PE和PP的一种重要的合成树脂它 具冇很多优点，例如：价格低、耐腐蚀性好、耐磨性好等因此，它具冇 广泛的应用但是，由于在PVC的生产过程中伴随着一系列的副反应，所 以，使本来很稳定的PVC长链产生了一些结构上的缺陷，例如：不饱和键、 活化氯、支链结构等，正是由于这些缺陷，导致PVC的老化性能和热稳定 性能差2. PVC的紫外光老化PVC在紫外光的照射下容易发生光降解，产生氯化氢小分子和含有拨 基、共轨双键的PVC长链，从而缩短了 PVC材料的使用寿命在光老化中, 影响最大的是中波紫外线，它不仅会引起PVC产品的变色，甚至会使PVC 产品的机械性能消失。
因此，在PVC的发展过程中，对PVC材料的抗紫外 光老化的研究一直是个重点下面就介绍一下PVC在紫外光照射下的老化 机理I) PVC的紫外光吸收过程表1到达地球后太阳光的组成波长/nm <290 290-320 320-360 360-480 480-600 600-1200 1200-24002400-4300含量/% 0.0 2.0 2.8 12.0 21.9 38.9 21.4 0.4紫外光分为长波紫外光、中波紫外光和短波紫外光，波长分别为：315-400nm. 280-315nm和190-280nm所以，由表1可知,紫外光所占的 比例很小表2紫外线和典型化学键的键能波长/nm光能量/kJ/E化学键 键能/kj/mol290 419 C-H 380-420300 398 C-C 340-350320 375 C-0 320-380350 339 C-C1 300-340400 297 C-N 320-330由表2可知，稳定的PVC结构对310nm的波长敏感，因此，理论上， 它并不能在紫外光的照射下发生光老化但是，上面也讨论过了，在PVC中存在一些结构缺陷，正是山于这些 缺陷，使得PVC材料易于吸收太阳光中的紫外光，形成老化。
并口，少量 的紫外光就能对有缺陷的PVC造成很大的破坏2) PVC的光降解机理在紫外光的照射下，PVC材料内部会发生一 定的降解反应，这就是PVC的光降解过程光降解的主要原因就是PVC长 链中的结构缺陷在此过程中主要冇下面两个反应发生：共辘多烯的形成 (脱氯化氢)和长链的氧化、交联、断裂反应据已有研究，Gardette等 人提出了相关机理，具体过程如下图所示：图1 PVC的光氧降解机理3. PVC材料的抗老化经过对PVC材料的抗老化的研究，我们发现最有效的方法是加入光稳 定剂按照机理的不同，光稳定剂可以分为光屏蔽剂、紫外光吸收剂、激 发态猝灭剂和自山基捕获剂四种前三种光稳定剂是通过抑制PVC对紫外 线的吸收而发挥作用；而自由基捕获剂是通过捕捉过程中产生的自由基， 来使老化过程终止而发挥作用上述光稳足剂的研究体系已经很完善了，但是还是存在下列一些缺 点：(D光屏蔽剂仅能应用于不透明的物质中，这是由于它的遮光性和着 色性；(2)光屏蔽性在PVC中的分散不均匀，影响力学性能；(3)光稳定 剂会与其他物质发生反应，不能保证抗老化效果被充分发挥；(4)光稳定 剂在加工和使用过程中易发生挥发、迁移、渗出等而流失。
针对上述问题，目前国内外主要在高分子量化、多功能化和聚合物键 合化等多方面深入研究光稳定剂二、PVC的复合材料虽然一些加工助剂能够提高PVC材料的稳定性，但是通过加工助剂改善的PVC材料存在力学性能不好、易渗漏、变色等缺陷因此，可以通过 其他方法來改善PVC的性能，例如：加入无机粒子或者紫外光抑制剂1. PVC与无机粒子的复合材料无机粒子的加入不仅能提高力学性能，而且能大大的降低成本，提高 光稳定性下面讨论三种PVC与无机粒子的复合材料，三种无机粒子分别 是：碳酸钙、二氧化硅和活化的碳酸钙，通过熔融共混和热压制备出了三 种PVC的复合材料并口，经过研究得出了下列结论：（1） 无机粒子能有效的改善PVC的抗老化性能无机粒子的加入之 所以能改善PVC的抗老化性能，加入无机粒子后，复合材料的表观颜色- 白度保持率为70%时的老化时间（D1）和保持率为60%时的老化时间（02） 均有所增加：当加入5份二氧化硅时,D1增加了 82. 84%,D2增加了 56. 96%； 当加入16份碳酸钙时，D1提高了 63.92%, D2提高了 62. 71%；当加入16 份活化碳酸钙时，D1提高了 77.41%, D2提高了 64.62%。
2） 无机粒子提高了 PVC材料的力学性能无机粒子的加入有效的 提高了材料的力学性能，拉伸性能、冲击强度和断裂伸长率都得到了明显 的提高并且随着无机粒子的加入量的不同，复合材料的冲击强度和断裂 伸长率变化显著例如：当二氧化硅的份数为3-4的时候，复合材料的冲 击强度提高60. 09%，断裂伸长率提高9. 24%,达到最大；当碳酸钙的份数 为12的时候，材料的冲击强度提高16. 3%,达到最大；当活化碳酸钙的份 数为12的时候，材料的冲击强度变化最大，提高了 19. 29%O下转笫116页。