PDF《蓖麻油基含硅阻燃增塑剂的合成 及其在聚氯乙烯中的应用》

100 mm*100 mm*2 mm,辐照功率

35 kW/ m2 . 1.2 试验过程 1.2.1 合成蓖麻油基三甲基硅中间体(Si?CO) 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计以及恒压 滴液漏斗的

250 mL 四颈圆底烧瓶中,加入蓖麻油

60 g 和吡啶

16 g,水浴加热至

40 ℃,滴加三甲基氯 硅烷 65.4 g 与正己烷的混合溶液,反应约

2 h. 粗 产品用碳酸氢钠溶液洗

3 次,再用超纯水洗涤

3 次,无水硫酸镁干燥静置一夜,过滤后旋蒸除去溶 剂,得到中间体. 1.2.2 合成蓖麻油基含硅增塑剂(Si?ECO) 在配有搅拌器、回流冷凝管和温度计的四颈烧 瓶中,加入

105 g Si?CO、20.7 g 甲酸,升温至

50 ℃, 滴加

81 g 过氧化氢溶液与 2.1 g 浓硫酸的混合物, 滴加过程中控制温度为

60 ~

65 ℃. 在65 ℃ 条件 下反应

6 h 后,产物分别经碱洗、水洗

3 次,干燥后 得到黄色黏稠液体. 1.2.3 PVC 配方 按照表

1 的配方将 PVC、增塑剂及硬脂酸锌 进行共混,转矩流变仪进行热塑,制备测试所需标

1 0

1 林业工程学报第4卷准件(GB / T 17037. 1―1997). 表1PVC 制品配方 Table

1 Formulation of PVC products g 样品编号 PVC DOP 硬脂酸锌 Si?ECO 1#

100 50

2 0 2#

100 40

2 10 3#

100 30

2 20 4#

100 20

2 30 5#

100 10

2 40 6#

100 0

2 50 注:PVC,聚氯乙烯;

DOP,邻苯二甲酸二辛酯;

Si?ECO,蓖麻油基 含硅增塑剂.

2 结果与分析 2.1 FT?IR 光谱分析 蓖麻 油(CO)、 蓖麻油基三甲基硅中间体(Si?CO) 和最终产物蓖麻油基含硅增塑剂(Si? ECO)的红外光谱图如图

1 所示. 从图

1 可见,

3 400 cm-1 处为 CO 的羟基吸收峰,3

007 cm-1 处为 C? ?C 键伸缩振动吸收峰,2

924 和2853 cm-1 处为 甲基、 亚甲基的吸收峰. Si?CO 的红外光谱中3400 cm-1 处未出现吸收峰,在1200 ~

1 000 cm-1 区域的吸收峰是 C?Si 的一些特殊吸收峰,说明三 甲基硅接枝到了蓖麻油结构中. Si?ECO 的红外光 谱图显示,3

007 cm-1 处未出现吸收峰,且在

1 194 cm-1 处观察到 C―O―C 键的特征吸收峰,说明蓖 麻油的双键转化成环氧键. 图1产物的红外光谱 Fig.

1 Infrared spectroscopy (IR) spectrum of products 2.2

1 H NMR 谱图分析 CO、Si?CO 和Si?ECO 的核磁共振氢谱图如图 2,3 和4所示,每个吸收峰归属的氢原子均标注于 图中. CO 甲基上氢原子的化学位移为 0.8,CO 脂肪 酸链上亚甲基氢原子的化学位移为 1.4;

化学位移为 4.1~4.4 归属于 CO 甘油酯上亚甲基上的氢原子,甘 油酯亚甲基的化学位移为 4.1,连接羟基的亚甲基的 氢原子化学位移为 3.7;

化学位移为 5.3 归属于 CO 脂肪酸链上不饱和键上的氢原子. 由图

3 可见,显 示在相似的出峰位置,但δ=0.1 处出现了类似于标 准物四甲基硅烷(TMS) 的新吸收峰,归属于―Si (CH3)3中的氢原子. 图4显示,在化学位移为 5.3~ 5.5 范围内的吸收峰显著变弱,且在化学位移为 2.9~3.2 范围内出现新的吸收峰,归属于环氧键上的 氢原子, 说明 CO 发生了环氧化反应. 红外光谱和 核磁共振氢谱图的结果表明 Si?ECO 被成功合成. 图2蓖麻油的核磁氢谱 Fig.

2 Proton nuclear magnetic resonance spectra (1 H NMR) spectra of CO 图3蓖麻油基三甲基硅中间体的核磁氢谱 Fig.

3 The

1 H NMR spectra of Si?CO 图4蓖麻油基含硅增塑剂(Si?ECO)的核磁氢谱 Fig.

4 The

1 H NMR spectra of Si?ECO

2 0

1 第3期胡云,等:蓖麻油基含硅阻燃增塑剂的合成及其在聚氯乙烯中的应用 2.3 热重分析 增塑聚氯乙烯的热重和差热分析曲线如图