电导率分析法验证季戊四醇镧的热稳定性15-4

 

  电导率法是测试PVC降解脱除氯化氢速度和质量的一种很有效的方法，而活化能（Ea）的大小又直接反应化学反应速率的大小，因此，本文利用电导率法分别在180℃（453.15K）和195℃（468.15K）条件下测试了PVC热稳定体系的电导率，并通过归一化法得出了180℃和195℃条件下PVC的降解速率，然后利用阿伦尼乌斯公式推出了PVC降解反应的活化能，因为Ea是化学反应的能垒，因此活化能越大，反应速率越小，反应越难进行，也即PVC热稳定体系稳定效果越好[54]，实验结果如图3-12（I-II）和表3-13所示。

 

  当实验温度为180oC时纯PVC、PE/La2O3、CaSt2/ZnSt2和季戊四醇镧的诱导时间分别为18.8min、24.6min、36.3min和44.5min，热稳定时间分别为20.0min、33.8min、54.1min和67.6min；

当实验温度为195oC时纯PVC、PE/La2O3、CaSt2/ZnSt2和季戊四醇镧的诱导时间分别为9.0min、10.4min、12.4min和24.9min，热稳定时间分别为12.2min、13.1min、14.7min和28.8min。 

 

  由图3-12可知，195oC条件下PVC电导率/时间曲线的斜率显著大于180oC条件下的斜率，也即升高温度PVC降解速率显著增大，因此，PVC的降解符合阿伦尼乌斯公式。PVC降解反应为一级不可逆反应，因此每个反应都具有一个正的活化能，本文运用阿伦尼乌斯公式对PVC降解的活化能进行计算。阿伦尼乌斯公式如下：

 

k1：453.15K的降解速率系数；k2：468.15K的降解速率系数；Ea：活化能（kJ/mol）R：摩尔气体常数（8.314J/（K·mol））；T1：凯氏温度453.15K；T2：凯氏温度468.15K。降解速率系数等于电导率/时间曲线的斜率，从表3-12可以看出纯PVC的Ea为90.5kJ/mol，随着稳定剂的加入活化能Ea逐渐增大，PE/La2O3为 140.2kJ/mol，CaSt2/ZnSt2为147.8kJ/mol，而当有季戊四醇镧加入时活化能Ea最大，能达到278.0kJ/mol。

 

    因此，季戊四醇镧能很有效的抑制PVC的降解。 

 

 

 

图3-12 水溶液电导率随时间的变化规律曲线：I:180℃; II:195℃. 

 

 

表3-13 180℃和195℃条件下的电导率数据