摘要: 聚氯乙烯(PVC)是第二大通用塑料，它以其突出的高强度、高模量、良好的耐腐蚀性能以及独特的自阻燃性能，广泛地应用于国民生产生活中。但PVC分子链结构中含有少量的烯丙基氯、叔碳氯及分子链内（端）双键等“缺陷”结构，这使得PVC的热稳定性差而难以直... 展开 聚氯乙烯(PVC)是第二大通用塑料，它以其突出的高强度、高模量、良好的耐腐蚀性能以及独特的自阻燃性能，广泛地应用于国民生产生活中。但PVC分子链结构中含有少量的烯丙基氯、叔碳氯及分子链内（端）双键等“缺陷”结构，这使得PVC的热稳定性差而难以直接应用于熔融加工。为解决此难题，在我们既往的研究中，对PVC的缺陷结构进行了修复，制得了一种新型PVC树脂，我们称之为自稳定PVC树脂(ZW-PVC)。为获得详尽的ZW-PVC的热稳定性信息，本论文采用自行设计的新型静态稳定性检测装置及双辊炼塑机分别客观地评价了ZW-PVC的静态稳定性和动态稳定性；通过热失重（TGA）分析了ZW-PVC的热分解历程，并对其热分解反应动力学进行了深入研究。本论文还通过以ZW-PVC为原料的硬质、半硬质及软质PVC制品的制备及相关性能的测试，研究了ZW-PVC对实际生产中各种加工方法的适应性。研究结果如下： 使用精密色差仪和FTIR对样品在国标法静态稳定性测试过程中粉体颜色及分子链结构变化分别进行了测试，发现了国标方法中刚果红试纸变色时间作为PVC稳定时间与样品分子链结构变化的不统一性，同时还发现了样品粉体颜色与分子链结构变化具有统一性，并以此为基础建立了一种新的静态稳定性检测方法。采用静态稳定性检测新方法对ZW-PVC及添加了商用稳定剂的空白PVC进行了静态稳定性评价，发现ZW-PVC的静态稳定性能比商用稳定剂好，并且ZW-PVC的静态稳定时间随着修复单元含量的增加而增强；通过双辊开炼法对ZW-PVC的动态稳定性进行了评价，发现ZW-PVC具有优异的动态稳定性。 对样品的TGA测试表明，ZW-PVC在空气中和氮气中的热分解历程均可分为两个阶段。使用三种无模式函数方法（Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger法和Friedman法）计算了在空气和氮气中空白PVC及修复单元含量为1phr和5phr的ZW-PVC降解反应的活化能，并得到了反应活化能的平均值：在空气中，PVC、ZW-PVC-1和ZW-PVC-5第一阶段反应的活化能分别为123.08kJ/mol、159.74kJ/mol、213.74kJ/mol，ZW-PVC降解活化能在该反应阶段远高于空白PVC。在氮气中，PVC、ZW-PVC-1和ZW-PVC-5第一阶段反应活化能依次为139.27kJ/mol、137.11kJ/mol、180.19kJ/mol，第二阶段反应活化能依次为270.96kJ/mol、233.28kJ/mol、290.28kJ/mol。ZW-PVC-5的活化能明显高于空白PVC样。结合模式函数法（Coats-Redfern法）分析得到了PVC和ZW-PVC-5在热分解第一阶段的降解机理函数，即：在空气中，PVC和ZW-PVC的第一阶段降解机理函数均为G(α)=(-ln(1-α))2，属“随机成核然后生长”机理，但后者反应活化能提升明显。在氮气中，ZW-PVC的机理函数为G(α)=1-2/3α-(1-α)2/3，属“圆柱形三维扩散”反应机理，与PVC的降解机理完全不同。 在ZW-PVC的应用研究中发现，在170℃下对ZW-PVC进行辊炼成型，持续加工16min，样品基本不变色。辊炼制品的热老化试验表明，在180℃下老化45min，制品仅发生细微颜色变化，且修复单元含量越多，ZW-PVC制品耐老化性能越好。对ZW-PVC进行挤出成型，发现ZW-PVC对UPVC挤出、HPVC挤出、SPVC挤出均具有良好的适应性；对ZW-PVC进行注塑成型，可得到性能良好的注塑硬质和软质制品。 收起