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超分子结构萘磺酸插层紫外吸收剂的制备及性能研究

作　者: 柴灏
导　师: 李殿卿
学　校: 北京化工大学
专　业: 应用化学
关键词: 水滑石紫外吸收剂萘磺酸超分子结构紫外吸收性能 2-萘胺-1,5-二磺酸 2,3-二羟基萘-6-磺酸钠 2,7-二羟基萘-3,6-二磺酸钠
分类号: O621.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

论文采用成核/晶化隔离法制备了层间客体为硝酸根的锌铝水滑石前驱体（ZnAl-NO₃-LDHs）,通过离子交换法将2-萘胺-1,5-二磺酸（NADA）、2,3-二羟基萘-6-磺酸钠（DNSA）及2,7-二羟基萘-3,6-二磺酸钠（DNDA）三种有机紫外吸收剂成功插入ZnAl-NO₃-LDHs层间,UV-vis表明三种插层产物均具有良好的紫外吸收性能。XRD、FT-IR、TG-DTA及ICP等一系列表征手段证明,有机阴离子客体与主体层板间存在较强的主客体相互作用而并非简单的混合,形成了超分子结构,提高了插层产物的热稳定性。ZnAl-NADA-LDHs的热稳定性与插层客体相比有显著的提高,层间客体的起始分解温度由350℃提高至440℃;ZnAl-DNSA-LDHs与客体相比,层间客体的起始分解温度由193℃提高至445℃;ZnAl-DNDA-LDHs热稳定性也有显著提高,TG-DTA显示层间客体起始分解温度由400℃提高到470℃。插层产物的紫外吸收性能较客体明显增强。ZnAl-NADA-LDHs与客体相比,紫外吸收能力在320～400 nm的UVA波段提高至接近90%。ZnAl-DNSA-LDHs与客体相比,紫外吸收能力大幅提高至85%以上。ZnAl-DNDA-LDHs在整个紫外区域的吸收与插层客体相比均有明显提高。将ZnAl-NADA-LDHs、ZnAl-DNSA-LDHs和ZnAl-DNDA-LDHs添加到聚丙烯塑料中制备改性复合材料,均可有效减缓聚丙烯由紫外线导致的降解和老化,使聚丙烯塑料的抗紫外光老化性能明显提高。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-17
第一章文献综述  17-39
  1.1 前言  17-18
  1.2 光稳定剂概述  18-25
    1.2.1 紫外线概述  18
    1.2.2 光稳定剂的作用  18-19
    1.2.3 光稳定剂的分类与应用  19-22
      1.2.3.1 紫外吸收剂  19-21
        1.2.3.1.1 有机类紫外吸收剂  19-20
        1.2.3.1.2 无机类紫外吸收剂  20-21
        1.2.3.1.3 复合紫外吸收剂  21
      1.2.3.2 猝灭剂  21
      1.2.3.3 自由基捕获剂  21
      1.2.3.4 光屏蔽剂  21-22
    1.2.4 光稳定剂的作用机理  22-24
      1.2.4.1 紫外吸收剂作用机理  22-23
      1.2.4.2 猝灭剂作用机理  23
      1.2.4.3 受阻胺光稳定剂(HALS)作用机理  23-24
      1.2.4.4 光屏蔽剂作用机理  24
    1.2.5 光稳定剂的发展现状及趋势  24-25
      1.2.5.1 高分子量化  24-25
      1.2.5.2 多功能化  25
      1.2.5.3 反应性化  25
  1.3 材料的光氧老化  25-27
    1.3.1 概述  25
    1.3.2 光物理过程及光化学过程  25-26
    1.3.3 氧化光降解对聚合物的破坏作用  26
    1.3.4 氧化光降解的一般机理  26-27
  1.4 水滑石类化合物概述  27-35
    1.4.1 LDHs简介  27-28
    1.4.2 LDHs的结构与组成  28-30
    1.4.3 LDHs的性质  30
      1.4.3.1 酸碱双功能性  30
      1.4.3.2 层间离子的可交换性  30
      1.4.3.3 热稳定性  30
      1.4.3.4 结构记忆效应  30
    1.4.4 LDHs的制备  30-32
      1.4.4.1 共沉淀法  31-32
      1.4.4.2 水热合成法  32
      1.4.4.3 离子交换法  32
      1.4.4.4 焙烧复原法  32
    1.4.5 有机阴离子插层LDHs的方法  32-33
      1.4.5.1 离子交换法  32-33
      1.4.5.2 共沉淀法  33
      1.4.5.3 二次组装法(预撑法)  33
    1.4.6 LDHs的表征方法  33-35
      1.4.6.1 X射线粉末衍射(PXRD或XRD)  33-34
      1.4.6.2 红外光谱分析(FT-IR)  34
      1.4.6.3 热分析(TG-DTA)  34-35
      1.4.6.4 元素分析(ICP)  35
      1.4.6.5 形貌表征(SEM和TEM)  35
  1.5 超分子插层结构紫外吸收剂的研究现状  35-37
    1.5.1 超分子插层结构紫外吸收剂的插层组装方法  35-36
      1.5.1.1 共沉淀法  35-36
      1.5.1.2 离子交换法  36
    1.5.2 研究现状  36-37
  1.6 论文的研究内容及意义  37-39
    1.6.1 论文的研究内容  37-38
    1.6.2 论文选题的目的和意义  38-39
第二章实验部分  39-43
  2.1 实验原料  39
  2.2 样品的制备  39-41
    2.2.1 ZnAl-NO_3-LDHs的制备  39-40
    2.2.2 ZnAl-NADA-LDHs插层水滑石的制备  40
    2.2.3 ZnAl-DNSA-LDHs插层水滑石的制备  40-41
    2.2.4 ZnAl-DNDA-LDHs插层水滑石的制备  41
  2.3 样品的表征  41-42
  2.4 样品的紫外吸收性能测试  42-43
    2.4.1 改性聚丙烯薄膜的制备  42
    2.4.2 纯聚丙烯及改性聚丙烯薄膜紫外光老化测试  42
    2.4.3 纯聚丙烯及改性聚丙烯薄膜紫外光老化样品的表征  42-43
第三章 ZnAl-NADA-LDHs的制备及紫外吸收性能研究  43-55
  3.1 前言  43
  3.2 ZnAl-NADA-LDHs的结构研究  43-46
    3.2.1 ZnAl-NADA-LDHs的晶相结构研究  43-45
    3.2.2 ZhAl-NADA-LDHs的红外分析  45
    3.2.3 pH值对NADA插层产物晶相结构的影响  45-46
  3.3 ZnAl-NADA-LDHs的热稳定性研究  46-48
  3.4 ZnAl-NADA-LDHs的化学组成  48
  3.5 ZnAl-NADA-LDHs的结构模型  48-49
  3.6 ZnAl-NADA-LDHs的紫外吸收性能研究  49-50
  3.7 ZnAl-NADA-LDHs改性聚丙烯薄膜的光老化研究  50-53
  3.8 小结  53-55
第四章 ZnAl-DNSA-LDHs的制备及紫外吸收性能研究  55-67
  4.1 前言  55
  4.2 ZnAl-DNSA-LDHs的结构研究  55-58
    4.2.1 ZnAl-DNSA-LDHs的晶相结构研究  55-57
    4.2.2 ZnAl-DNSA-LDHs的红外分析  57
    4.2.3 pH值对DNSA插层产物晶相结构的影响  57-58
  4.3 ZnAl-DNSA-LDHs的热稳定性研究  58-60
  4.4 ZnAl-DNSA-LDHs的化学组成  60
  4.5 ZnAl-DNSA-LDHs的结构模型  60-61
  4.6 ZnAl-DNSA-LDHs的紫外吸收性能研究  61-62
  4.7 ZnAl-DNSA-LDHs改性聚丙烯薄膜的光老化研究  62-64
  4.8 小结  64-67
第五章 ZnAl-DNDA-LDHs的制备及紫外吸收性能研究  67-79
  5.1 前言  67
  5.2 发ZnAl-DNDA-LDHs的结构研究  67-70
    5.2.1 ZnAl-DNDA-LDHs的晶相结构研究  67-69
    5.2.2 ZnAl-DNDA-LDHs的红外分析  69
    5.2.3 pH值对DNDA插层产物晶相结构的影响  69-70
  5.3 ZnAl-DNDA-LDHs的热稳定性研究  70-72
  5.4 ZnAl-DNDA-LDHs的化学组成  72-73
  5.5 ZnAl-DNDA-LDHs的结构模型  73
  5.6 ZnAl-DNDA-LDHs的紫外吸收性能研究  73-74
  5.7 ZnAl-DNDA-LDHs改性聚丙烯薄膜的光老化研究  74-77
  5.8 小结  77-79
第六章结论  79-81
论文的创新点  81-83
参考文献  83-90
研究成果及发表的学术论文  90-91
致谢  91-93
作者及导师简介  93

超分子结构萘磺酸插层紫外吸收剂的制备及性能研究

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