结构特征/水滑石 编辑LDHs是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成化合物,它的结构类似于水镁石Mg(OH)2,由MgO6八面体共用棱形成单元层。由此可见,***阴离子易于交换进入水滑石层间,***阴离子易被交换出来。有以下几个很突出的特点:(1)主体层板的化学组成可调变;(2)层间客体阴离子的种类和数量可调变;(3)插层组装体的粒径尺寸和分布可调控
典型的LDHs化合物是镁铝碳酸根型水滑石:Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。以水滑石为例,其热分解过程包括脱结晶水、层板羟基缩水并脱除CO2和新相生成等步骤。LDHs的结构非常类似于水镁石[Mg(OH)2],由MgO6八面体共用棱形成单元层,位于层上的Mg2+可在一定的范围内被Al3+同晶取代,使得层板带正电荷,层间有可交换的CO32-与层板上的正电荷平衡,使得LDHs的整体结构呈电中性。由于层板和层间阴离子通过氢键连接,使得LDHs层间阴离子具有可交换性。此外,在LDHs中存在层间水这些水分子可以在不破坏层状结构条件下除去。
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水滑石
***生产水滑石
热稳定剂是聚塑料中的重要组分之一,它能在PVC加工及使用过程中抑制制品变色、性能变坏。在一定温度下将LDH焙烧一定时间的样品(此时样品通常是金属的复合氧化物LDO)加入到含有某种阴离子的液体介质中,其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDH。聚的稳定剂可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、复合稳定剂及其它辅助稳定剂等。目前,世界上产量多的热稳定剂是铅盐类与金属皂类,我国热稳定剂也以铅盐类及金属皂类为主。盐基性铅盐热稳定效果好,电绝缘性及耐候性等也不错,而且价格便宜;其大的缺点是含有毒元素金属铅。随着对环境保护认识的提高,热稳定剂的生产及消费进一步向没毒、低毒、复合方向发展,无铅、无镉化已经引起发达国家的普遍重视,而且替代产品不断出现和应用。美国在这方面走在世界前列,近年又对饮用水中铅含量标准作了修改,由以往的50×10 -6降至16×10 -6,铅、镉稳定剂的应用已呈逐步下降的态势[1]。另外,铅盐热稳定剂还容易受硫的污染而失效。金属皂类主要为金属钙、锌、钡、镉、镁等的硬脂酸盐,它们的热稳定效果一般,并且它们中的一些也有毒。适用效果较好的是有机锡类稳定剂,它们和PVC的相容性较好,但是价格昂贵,且也存在毒性和初期着色性差等问题。近年来,国外学者开展新型稀土有机化合物为热稳定剂的研究工作,取得了较好的效果。但是稀土稳定剂的加入不利于PVC流动性,稀土元素本身价格较高,这些限制了它的大规模工业化应用[
水滑石含量对动态热稳定时间的影响如图5所示。由图可知,随着水滑石含量的增加,动态热稳定时间先上升后下降,而后又上升,这是因为随着水滑石含
量的增加,水滑石吸收PVC分解产生的HCI表现出较好的稳定作用。LDHs的结构非常类似于水镁石[Mg(OH)2],由MgO6八面体共用棱形成单元层,位于层上的Mg2+可在一定的范围内被Al3+同晶取代,使得层板带正电荷,层间有可交换的CO32-与层板上的正电荷平衡,使得LDHs的整体结构呈电中性。但是由于水滑石含量过高,摩擦热过高,使PVC容易发生分解变红,热稳定时间下降。至于热稳定时间在水滑石含量超过2份后又上升的情况可能是由于水滑石与硬脂酸钙、硬脂酸锌发生协同作用的结果。综合考虑成本及加工性等影响因素,选择水滑石含量为1.5份为佳条件,这与上述水滑石对PVC静态热稳定性的影响中水滑石含量为1.3份基本吻合。
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