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  聚氯乙烯（PVC）具有良好的耐酸堿性、耐磨性、電絕緣性、難燃自熄性及價格低等優點，是一種應用十分廣泛的熱塑性塑料。盡管PVC具有上述諸多的優點，但卻有一個致命的缺點，即熱穩定性能差。PVC通常加熱到140℃時就開始降解，而它的加工成型溫度在160-200℃左右，因此，加工成型時必須加入熱穩定劑來抑制PVC的降解。目前傳統的熱穩定劑主要以鉛鹽類、有機錫類、金屬皂類等含金屬離子的熱穩定劑為主，但隨著人類環保意識的不斷增強，其中含重金屬離子的穩定劑由于對環境易造成污染而逐漸面臨著淘汰，所以開發環保型PVC熱穩定劑來替代傳統非環保型PVC熱穩定劑的愿望越來越迫切。有機熱穩定劑由于不含金屬元素受到了業界的廣泛關注，是目前新型環保熱穩定劑研發熱點。

  浙江工業大學材料學院王旭教授課題組多年來致力于新型有機熱穩定劑的研究。近期，他們以6-氨基-1,3-二甲基尿嘧啶為原料，合成了一種具有長烷烴鏈的雙尿嘧啶類化合物（OSU）。該類化合物在透明PVC中有著極佳的熱穩定效果，其相關成果以《Bis-uracil based high efficient heat stabilizers used in super transparent soft poly (vinyl chloride)》為題發表在Polymer Degradation and Stability。該工作的第一作者為浙江工業大學的吳波震博士，王旭教授和陳思副教授是該論文的通訊作者。

  研究表明，由于OSU帶有較長的烷烴鏈，它可以作為熱穩定劑應用在透明PVC中，但是得到的PVC制品初期白度有待提高（圖1，a）。環氧大豆油（ESBO）作為一種無毒環保的有機輔助穩定劑，在PVC的加工配方中經常出現，更重要的是環氧大豆油分子鏈上的環氧基團在PVC的加工過程中不僅可以提供很好的長期穩定性，而且還對PVC有不錯的增塑效果。為了抑制PVC制品的初期著色，環氧大豆油（ESBO）作為輔助熱穩定劑與OSU復配來使用。通過具體實驗可知，在100 phr PVC中分別加入2 phr OSU以及3 phr ESBO后，得到的PVC制品初期白度大大改善（圖1，b）,其長期熱穩定性也明顯提高（圖2，b’）。這說明OSU與ESBO有著良好的協同熱穩定效果，與單組份的OSU相比，ESBO的加入可以有效吸收PVC降解生成的HCl以此提供PVC制品很好的長期穩定性，使得 OSU/ESBO復配體系無論是在吸收HCl還是在取代不穩定氯原子的能力上，都有了較大的提升。

圖1. 100 phr PVC中加入不同份數的熱穩定劑得到的PVC制品：(a) 2 phr OSU, (b) 2 phr OSU, 3 phr ESBO, (c) 2 phr OSU, 3 phr ESBO,2 phr 亞磷酸酯, (d) 2 phr OSU, 3 phr ESBO,4 phr 亞磷酸酯, (e) 2 phr OSU, 3 phr ESBO, 6 phr 亞磷酸酯。

  亞磷酸酯是一種經常與環氧大豆油并用于PVC配方中的輔助熱穩定劑，它能夠與OSU/ESBO形成一種協同增強體系，從而有效的提高PVC制品的熱穩定性能、透明性能以及制品表面光澤性。圖1（c、d、e）是在圖1（b）復配體系的基礎上，分別加入2  phr、4  phr、6 phr亞磷酸酯后得到的PVC制品。由圖1（c、d、e）可以看出，隨著亞磷酸酯添加量的不斷增加，PVC制品的初期白度也不斷提高,這說明亞磷酸酯的加入增強了OSU/ESBO復配體系取代不穩定氯原子的能力，從而有效的抑制了PVC鏈上共軛雙鍵的形成，使得PVC制品有著較好的初期白度和透明性。圖2（c’、d’、e’）是烘箱變色法測試OSU/ESBO復配體系中加入不同份數亞磷酸酯的PVC制品顏色隨時間變化圖。值得一提的是，加入3 phr ESBO和6 phr亞磷酸酯的試樣e’在180℃烘箱環境中放置30分鐘后依然保持很好的白度。這充分說明OSU/ESBO/亞磷酸酯復配體系無論是抑制PVC制品的初期著色還是提高PVC制品的長期熱穩定性，都有著良好的協同熱穩定效果，從而使得該有機復合熱穩定劑在透明PVC中有著極大的應用前景。

圖2. 100 phr PVC中加入不同份數穩定劑的PVC制品顏色隨時間變化圖：(a) 2 phr OSU, (b) 2 phr OSU, 3 phr ESBO, (c) 2 phr OSU, 3 phr ESBO,2 phr 亞磷酸酯, (d) 2 phr OSU, 3 phr ESBO,4 phr 亞磷酸酯, (e) 2 phr OSU, 3 phr ESBO,6 phr 亞磷酸酯。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2018.01.029