吡嗪?2，3?二羧酸鑭的合成及其對聚氯乙烯穩(wěn)定性的作用

楊羽軒 ，柳召剛 ?，趙金鋼 ，黃旭博 ，陳明光 ，胡艷宏 ，吳錦繡 ，馮福山

（1.內蒙古科技大學材料與冶金學院，內蒙古 包頭 014010；2.輕稀土資源綠色提取與高效利用教育部重點實驗室，內蒙古 包頭 014010；3.內蒙古自治區(qū)稀土濕法冶金與輕稀土應用重點實驗室，內蒙古 包頭 014010；4.包頭稀土研究院，內蒙古 包頭 014030）

0 前言

PVC是目前市場上應用比較廣泛的聚合物之一，其在建筑材料、電子包裝等領域發(fā)揮著重要的作用［1］。但是，PVC在外界因素（如熱、氧、光及力等）作用下會出現(xiàn)降解和交聯(lián)反應，導致PVC制品變色、力學性能減弱［2］。PVC加熱到110℃時會釋放出HCl氣體，使PVC開始分解。目前，PVC熱穩(wěn)定劑主要有5種：鉛鹽類熱穩(wěn)定劑、金屬皂類熱穩(wěn)定劑、有機錫類熱穩(wěn)定劑、有機熱穩(wěn)定劑和稀土類熱穩(wěn)定劑［3］。由于鉛鹽類熱穩(wěn)定劑里有重金屬，對環(huán)境污染嚴重，現(xiàn)已很少使用［4］。金屬皂類熱穩(wěn)定劑初期抗變色能力差，對PVC降解出的不穩(wěn)定氯原子的取代能力差，滿足不了市場需求［5］。有機錫類熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果顯著，但其中部分有毒且成本高，限制了其發(fā)展［6］。有機熱穩(wěn)定劑無毒環(huán)保，但是單獨作為PVC熱穩(wěn)定劑時穩(wěn)定性較差［7］。稀土熱穩(wěn)定劑被研究得較多，其具有毒性低、環(huán)保、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點［8］。

隨著科技的發(fā)展和創(chuàng)新，環(huán)保成為了熱穩(wěn)定劑的一個重要標準，因此含氮雜環(huán)羧酸類熱穩(wěn)定劑得到了廣泛關注。這是因為該熱穩(wěn)定劑成分中不含重金屬，解決了污染問題，而且其熱穩(wěn)定性好，也是優(yōu)良的配體［9］。將含氮雜環(huán)羧酸類熱穩(wěn)定劑與稀土鹽溶液進行結合，可以合成出一種新型含氮雜環(huán)羧酸稀土類熱穩(wěn)定劑［10］。其優(yōu)點是毒性低、環(huán)保、透光性好、熱穩(wěn)定性好、成本低、產量高、發(fā)展?jié)摿Υ蟮取Ａ賱偟龋?1］以咪唑?4，5?二羧酸、氫氧化鈉、氯化鑭為原料制備了一種含氮雜環(huán)羧酸稀土類熱穩(wěn)定劑，再采用靜態(tài)熱穩(wěn)定實驗和動態(tài)熱穩(wěn)定實驗進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)其制備過程比較繁瑣且反應時間較長，但是其產物復配后的熱穩(wěn)定性尚好。張寧等［12］以氨基酸、氫氧化鈉、硝酸鑭為原料合成出了8種氨基酸鑭熱穩(wěn)定劑，通過靜態(tài)熱穩(wěn)定實驗和動態(tài)熱穩(wěn)定實驗進行了進一步研究，比較了8種氨基酸鑭的熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)制備的8種氨基酸鑭中有的含有苯環(huán)和硫元素，有毒且不環(huán)保，而8種氨基酸原料中色氨酸本就含有苯環(huán)，但色氨酸鑭的熱穩(wěn)定性是8種氨基酸鑭中最好的，并且其復配后的復合熱穩(wěn)定劑的活化能優(yōu)于色氨酸鑭單體和市售鈣鋅熱穩(wěn)定劑，可以增強PVC的熱穩(wěn)定性。

本文將2，3?PDA作為鑭元素的配體，在pH=6～7的條件下合成了2，3?LPDA，并將其作為PVC的主熱穩(wěn)定劑進行了熱穩(wěn)定性研究，再將其與硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、季戊四醇等輔助類熱穩(wěn)定劑進行復配，將復配體系的熱穩(wěn)定性與2，3?LPDA進行了比較分析，并對部分熱穩(wěn)定劑對PVC塑化性能和力學性能的影響進行了表征；最后，探究了2，3?LPDA的熱穩(wěn)定機理。

1 實驗部分

1.1 主要原料

PVC，SG?5，包頭海平面高分子工業(yè)有限公司；

丙烯酸酯類聚合物（ACR），ACR?401，東莞市向遠塑膠化工有限公司；

2，3?PDA，純度97%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

氧化鑭，純度99.9%，中國北方稀土（集團）高科技股份有限公司；

氧化聚乙烯蠟，op116，上海瑞勒化工有限公司；

氨水、硝酸，分析純，北京化工廠；

無水乙醇，分析純，天津市恒興化學試劑制造有限公司；

剛果紅試紙，Q/12TG3946?2006，上海三愛絲試劑有限公司；

硬脂酸鋅，分析純，上海科豐試劑廠；

硬脂酸鈣，分析純，上?？泼軞W化學試劑廠；

季戊四醇，純度98%，濮陽市旺達化工有限公司；

鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 主要設備及儀器

循環(huán)水式多用真空泵，SHB?Ⅲ，天津科諾儀器設備有限公司；

電動攪拌器，S212?90，上海霓玥儀器有限公司；

真空干燥箱，DZF?6050，上海捷呈實驗儀器有限公司；

紅外光譜儀（FTIR），Nicolet5700，上海萊睿科學儀器有限公司；

元素分析儀，VarioELcube，德國元素分析系統(tǒng)公司；

同步熱分析儀（TG?DSC），STA449C，德國NETZSCH公司；

轉矩流變儀，ZJL?200，吉林長春智能儀器設備有限公司；

萬能試驗機，CMT6503，美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國）有限公司；

雙輥開煉機，XH?401CEP?120，東莞市錫華檢測儀器有限公司。

1.3 樣品制備

2，3?LPDA制備：稱取適量氧化鑭放入燒杯中，向其中加入去離子水并攪拌充分；將燒杯放入60℃水浴鍋中加熱，利用攪拌器攪拌氧化鑭水溶液，再用滴管緩慢滴加硝酸溶液至溶液中的氧化鑭完全溶解；溶液的pH值經pH試紙測定為3～4后進行過濾，得到的濾液為硝酸鑭溶液，倒入試劑瓶中備用，其摩爾濃度用EDTA滴定法測定；稱取摩爾比為3∶2的2，3?PDA和硝酸鑭，先用無水乙醇將2，3?PDA粉末溶解，再用稀氨水調節(jié)pH值至6～7，在不斷攪拌下將硝酸鑭溶液緩慢加入到2，3?PDA無水乙醇溶液中，再用稀氨水調節(jié)體系pH值至6～7，產生白色沉淀，用電動攪拌器攪拌3 h使體系充分反應，隨后靜置，讓沉淀全部析出，再進行抽濾，用無水乙醇洗滌沉淀數(shù)次；將配合物在50℃下烘干至恒重，所得產物即為2，3?LPDA稀土熱穩(wěn)定劑，將產物研磨成粉末后裝袋備用；

復配熱穩(wěn)定劑制備：將2，3?LPDA與硬脂酸鋅和季戊四醇按不同質量比進行二元和三元復配，稱量后，將粉末研磨混勻，裝袋備用。

1.4 性能測試與結構表征

C、H、N元素含量測定：稱取10～20 mg樣品，在氮氣條件下，將元素分析儀升溫至1 500℃，再將樣品放入元素分析儀內，測定元素中的C、H、N含量；

鑭含量測定：首先，按式（1）計算2，3?LPDA理論相對分子質量中的鑭的含量百分數(shù)（M理，%）；其中，M1為鑭原子的相對分子質量；M2為2，3?LPDA的理論相對分子質量，通過2.1.2節(jié)中的2，3?LPDA理論分子式計算：

隨后，稱取1 g 2，3?LPDA樣品于燒杯中，將樣品溶解后倒入到100 mL容量瓶中，用去離子水定容后靜置2 min，用移液管取出10 mL溶解稀釋后的溶液于錐形瓶中；向錐形瓶中加入1 g抗壞血酸，再加入2～3滴質量分數(shù)為0.2%的二甲基酚橙水溶液，隨后加入20～30 mL六次甲基四胺緩沖溶液后搖勻，最后使用0.019 88 mol/L EDTA溶液進行滴定，實際鑭含量占2，3?LPDA的質量分數(shù)（M實，%）按式（2）～式（5）計算；其中，理論 2，3?LPDA 中鑭物質的量（n理，mol）按式（2）計算：

式中 m——稱取的2，3?LPDA樣品的質量，為1 g

2，3?LPDA樣品中鑭的理論摩爾濃度（C理，mol/L）按式（3）計算：

式中 V稀——樣品溶解稀釋所用去離子水的體積，為100 mL

2，3?LPDA樣品中理論鑭消耗的EDTA體積（V理，mL）按式（4）計算：

式中 V移——用移液管取出的溶解稀釋后2，3?LPDA樣品的體積，為10 mL

CEDTA——EDTA溶液的濃度，為0.019 88 mol/L M實按式（5）計算：

式中 V實——EDTA實際消耗體積，mL

熱分析：稱取10～20 mg試樣，在氮氣氣氛下，通過TG?DSC，以10℃/min的速率將試樣升溫至1 000℃，記錄樣品的TG和DSC曲線；

紅外光譜分析：將2，3?LPDA置于185℃的HCl氣體氣氛中60min，再將處理后的樣品置于120℃烘箱中去除多余HCl氣體，將處理前后的2，3?LPDA和2，3?PDA在中紅外區(qū)（400～4 000 cm-1）進行測定；

靜態(tài)熱穩(wěn)定性測試：（1）剛果紅試紙法：根據(jù)GB/T 2917.1—2002標準，稱取質量比為20∶1的PVC粉末和熱穩(wěn)定劑，將兩者混勻后倒入研缽中充分研磨；將研磨好的粉末盛到兩個干凈的試管中，直至粉末在試管中的高度為50 mm即止，將兩個試管放在油浴鍋的烤架上備用；將用去離子水潤濕過的剛果紅試紙放入試管中，試紙放在距離樣品的正上方25 mm位置，之后將試管同時放入（180±5）℃油浴鍋中，待放入位置為粉末表面與油液面齊平后開始計時，待剛果紅試紙變藍，記錄熱穩(wěn)定時間；（2）高溫烘箱熱老化法：根據(jù)GB/T 7141—2008標準，稱取質量比為20∶1的PVC粉末和熱穩(wěn)定劑，將兩者用研缽研磨混勻，再分別盛入8個瓷方舟中，每個瓷方舟中所加入的熱穩(wěn)定劑的質量相同；將瓷方舟同時放入（180±5）℃熱老化烘箱中后開始計時，每隔5min取出一個瓷方舟，觀察其顏色變化并進行記錄；

塑化性能測試：將100 g PVC、15 g CaCO3、4 g稀土熱穩(wěn)定劑、1.5 g ACR、0.3 g氧化聚乙烯蠟混合均勻，取混合好的粉料70 g放入轉矩流變儀中進行測試，轉速設為35 r/min，溫度設為180℃，通過轉矩流變圖獲知PVC的動態(tài)熱穩(wěn)定時間、塑化扭矩和平衡扭矩；

拉伸強度測試：測試樣條配方為70 g PVC、2.8 g稀土熱穩(wěn)定劑、5.25 g ACR、16 g DOP；按照GB/T 1040.3—2006標準進行測試，拉伸速率為10 mm/min。

2 實驗結果與討論

2.1 2，3?LPDA的表征

2.1.1 紅外光譜分析

圖1為 2，3?PDA與2，3?LPDA的FTIR譜圖?？煽闯鲈? 540 cm-1和1 557cm-1處分別為2，3?PDA與2，3?LPDA中C=N鍵的伸縮振動峰；1 384 cm-1處為2，3?LPDA上NO3-的伸縮振動峰；1 752cm-1處為2，3?PDA上的C=O鍵的伸縮振動峰；1595cm-1和1429cm-1處分別為2，3?LPDA上C=O鍵的反對稱伸縮振動峰和對稱伸縮振動峰；3 266 cm-1為處2，3?PDA上的O—H鍵的伸縮振動峰；934 cm-1處為2，3?PDA上的—COOH的特征性寬峰，可以確定羧基是存在的；652 cm-1處為2，3?LPDA上O—La鍵的伸縮振動峰，由此說明，2，3?PDA作為配體與硝酸鑭反應使2，3?PDA上的羧基中的O—H鍵斷鏈脫H，并與La離子形成了O—La鍵。綜上，可確定反應生成了2，3?LPDA。

圖1 樣品的FTIR譜圖Fig 1 FTIR spectra of the samples

2.1.2 元素分析和熱分析

2，3?LPDA中的C、H、N元素含量通過元素分析來確定，鑭含量通過EDTA滴定法來測定。通過表1可知，由于元素H含量（質量分數(shù)，下同）較少，所以其相對誤差較大，其它元素的實際含量與理論含量基本吻合。再通過圖2的熱分析結果來計算出結晶水的個數(shù)，從而得出2，3?LPDA的分子式為La2（C6N2O4）2（NO3）2·3H2O。從圖2中的TG曲線可知，2，3?LPDA的熱失重分為3個階段，分別為50～184、184～292、292～1 000℃階段。第一階段質量損失率為5.09%，從質量損失率推算出結晶水為3個，與表1中所推測的分子式La2（C6N2O4）2（NO3）2·3H2O中結晶水含量6.88%相近；第一階段的DSC曲線有一個87.1～140.6℃的吸熱峰，代表2，3?LPDA中結晶水的脫去。由第二階段和第三階段的TG曲線可看出，2，3?LPDA出現(xiàn)了斷崖式失重，第二階段和第三階段總質量損失率為58.31%；與DSC曲線進行對照，其第二階段出現(xiàn)一個184～292.4℃吸熱峰，代表產物的分解。第三階段出現(xiàn)了兩個放熱峰，其代表著產物的進一步分解。在797℃之后沒有再發(fā)生失重，TG曲線趨近于平緩，其最后殘余的物質為La2O3，所占質量分數(shù)為36.59%，通過該數(shù)據(jù)計算得出La的含量為31.11%，與表1中的理論La含量31.53%相近。綜上，通過表1和圖2的數(shù)據(jù)對比，確定了稀土熱穩(wěn)定劑的分子式為La2（C6N2O4）2（NO3）2·3H2O。

表1 2，3?LPDA的元素分析結果Tab.1 Elemental analysis of 2，3?LPDA

圖2 2，3?LPDA的熱分析曲線Fig.2 TG?DTGcurvesoflanthanum2，3?pyrazinedicarboxylicacid

2.2 熱穩(wěn)定性分析

2.2.1 單一熱穩(wěn)定劑

為了能更深入研究2，3?LPDA的熱穩(wěn)定性，將其分別與常見熱穩(wěn)定劑進行熱穩(wěn)定性對比，結果如表2所示。根據(jù)表2可知，2，3?LPDA的熱穩(wěn)定時間是30 min，是2，3?PDA的6倍，只比硬脂酸鉛短，比表中其它熱穩(wěn)定劑長。從抗變色性能上看，2，3?LPDA比2，3?PDA初期抗變色性能好，說明2，3?LPDA與不穩(wěn)定的Cl-有較強的結合能力，提升了PVC的初期抗變色性能。從長期抗變色性能上看，2，3?LPDA比硬脂酸鈣和季戊四醇抗變色能力弱一些，除了硬脂酸鈣和季戊四醇外，2，3?LPDA與其它熱穩(wěn)定劑的抗變色性能相比有一定的優(yōu)勢，對阻止PVC的熱降解具有積極作用。

表2 不同熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性Tab.2 Thermal stability of different heat stabilizers

2.2.2 2，3?LPDA與硬脂酸鋅復配

2，3?LPDA的初期抗變色能力稍差于硬脂酸鋅，但其熱穩(wěn)定時間和長期抗變色能力要遠好于硬脂酸鋅。兩者復配的熱穩(wěn)定性測試結果如表3所示。從表3中可知，2，3?LPDA與硬脂酸鋅復配比為4∶1時熱穩(wěn)定時間最長，為34 min，并且比2，3?LPDA獨自作為熱穩(wěn)定劑時更長，且2，3?LPDA在復配比中占比越大，熱穩(wěn)定時間越長。這是因為Re3+和Cl-有很強的配位作用，會更加輕易地與受熱分解出的Cl-發(fā)生配位［13］。從抗變色性能上看，復配后的熱穩(wěn)定劑初期抗變色性能有很大提升。這是因為2，3?LPDA初期抑制硬脂酸鋅產生“鋅燒”現(xiàn)象明顯，且有很強的協(xié)同作用，復配后使PVC初期抗變色性能有很大的改善。然而，從長期抗變色性能上看，2，3?LPDA單獨使用時比復配后抗變色性能好，而且2，3?LPDA在復配比中占比越少，“鋅燒”現(xiàn)象就越明顯，長期抗變色性越差，熱穩(wěn)定時間越短，說明硬脂酸鋅在復配比中占比越多，2，3?LPDA和硬脂酸鋅之間的協(xié)同作用越差。

表3 硬脂酸鋅復配體系的熱穩(wěn)定性Tab.3 Thermal stability of zinc stearate compound system

2.2.3 2，3?LPDA與季戊四醇復配

季戊四醇是一種熱穩(wěn)定性較優(yōu)良的輔助類熱穩(wěn)定劑，其短期和長期抗變色性能均較好。2，3?LPDA與季戊四醇復配后的熱穩(wěn)定性見表4。從表中可以看到，二者復配熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定時間都在31～34 min，而2，3?LPDA獨自作為熱穩(wěn)定劑時熱穩(wěn)定時間為30 min，說明2，3?LPDA與季戊四醇復配的熱穩(wěn)定效果并不明顯，熱穩(wěn)定時間只延長了1～3 min，但其也具有一定的協(xié)同作用。從抗變色性能上看，季戊四醇的作用非常明顯，兩者復配后的初期抗變色性能上比2，3?LPDA單獨作為熱穩(wěn)定劑時更好。從長期抗變色性能上看，季戊四醇在復配熱穩(wěn)定劑中占比越大，長期抗變色能力就越好，說明季戊四醇與2，3?LPDA復配具有良好的抗變色性能，季戊四醇進一步增加了2，3?LPDA的長期抗變色性能。總體上看，季戊四醇的熱穩(wěn)定效果不明顯，但是抗變色性能非常突出。這是由于醇能夠改變PVC在加熱時的色澤度，隨著溫度的升高，醇發(fā)生酯化反應，讓醇更加難以從PVC中析出。同時，季戊四醇和鑭元素可以發(fā)生絡合反應，使PVC降解過程中分子鏈中的斷鏈得到彌補，從而增強了PVC的長期抗變色性能力［11］。

表4 季戊四醇復配體系的熱穩(wěn)定性Tab.4 Thermal stability of pentaerythritol compound system

2.2.4 2，3?LPDA、硬脂酸鋅和季戊四醇復配

硬脂酸鋅產生的“鋅燒”現(xiàn)象可以由季戊四醇來延緩發(fā)生。為了使熱穩(wěn)定劑有更加出色的抗變色能力和熱穩(wěn)定時間，將2，3?LPDA、硬脂酸鋅和季戊四醇復配，其熱穩(wěn)定性如表5所示。由表5可知，當2，3?LPDA∶硬脂酸鋅∶季戊四醇復配比為2∶1∶2時，熱穩(wěn)定時間為44min，比其它兩組復配比的熱穩(wěn)定時間要高，充分證明了2，3?LPDA和季戊四醇所占比例相同時具有很強的協(xié)同作用。從抗變色性能上看，由于加入了季戊四醇，使復配后體系的抗變色性有很大的改善，而且季戊四醇也同時減緩了硬脂酸鋅“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生，三者復配后體系的長期抗變色性能有了明顯的提高。對比表2、表3和表5可知，三元復配體系的抗變色性能比二元復配有很大提升。這是因為在一定程度上，多元醇類輔助熱穩(wěn)定劑能夠阻止硬脂酸鋅“鋅燒”現(xiàn)象的發(fā)生，而季戊四醇和硬脂酸鋅反應生成的絡合物能夠有效減弱ZnCl2對PVC的降解催化作用［14］。

表5 三元復配體系的熱穩(wěn)定性Tab.5 Thermal stability of ternary compound system

2.3 塑化性能分析

本研究對不同熱穩(wěn)定劑進行了塑化實驗，研究熱穩(wěn)定劑對PVC動態(tài)熱穩(wěn)定性的影響，結果如表6所示。由表可知，含硬脂酸鋅與2，3?LPDA復配熱穩(wěn)定劑樣品的塑化時間最長。這是因為硬脂酸鋅單獨進行塑化時，塑化性能很差，在加料結束后，會立即出現(xiàn)“鋅燒”現(xiàn)象，該現(xiàn)象會促進PVC的降解，無法實現(xiàn)塑化；與2，3?LPDA復配后，2，3?LPDA起到了減緩“鋅燒”現(xiàn)象發(fā)生的作用，但是效果不明顯，過了塑化峰之后，硬脂酸鋅開始促進PVC降解，導致PVC粉料加快分解。含三元復配熱穩(wěn)定劑樣品的塑化時間雖然比含2，3?LP?DA樣品略長，但其塑化扭矩和平衡扭矩是較低的，說明在加工過程中其可以減少PVC與加工機械的黏連，從而降低能量損失，減少功率消耗。

表6 不同樣品的塑化性能Tab.6 Plasticizing properties of different samples

2.4 拉伸性能分析

按照靜態(tài)熱穩(wěn)定實驗結果，挑選出每組實驗中熱穩(wěn)定性能最好的稀土熱穩(wěn)定劑進行拉伸性能測試，研究不同熱穩(wěn)定劑對PVC拉伸性能的影響，結果如表7所示。由表可知，2，3?LPDA添加到PVC中后，PVC的拉伸性能明顯提高；含2，3?LPDA和硬脂酸鋅復配熱穩(wěn)定劑樣品與含2，3?LPDA樣品的拉伸性能相差較大，原因可能是混煉PVC片時，部分硬脂酸鋅出現(xiàn)了“鋅燒”現(xiàn)象，促進了PVC的降解，使PVC片拉伸強度減小，導致PVC片的力學性能不佳。通過表7最后一組數(shù)據(jù)可知，2，3?LPDA、硬脂酸鋅和季戊四醇復配后對于PVC拉伸強度增強效果最好。這可能是由于稀土元素有著眾多空軌道接受配位體的孤電子，同時稀土金屬離子有較大的離子半徑，使它與PVC配方中的有機物和無機物形成各種各樣的配位體或螯合物，增加了分子間的相互作用力，對PVC起到了內增塑作用，提高了PVC材料的拉伸強度［15］。

表7 不同樣品的的力學性能Tab.7 Mechanical properties of different samples

2.5 熱穩(wěn)定機理研究

2，3?LPDA經HCl處理前后的FTIR譜圖如圖3所示。由圖可知，HCl處理后2，3?LPDA的FTIR譜圖與未經處理相比，C=N鍵的波數(shù)由低波數(shù)向高波數(shù)方向移動，處理后的C=N鍵波數(shù)為1 572cm-1。另外，經HCl處理后，NO3-的伸縮振動峰在曲線上消失了，原因是H+與NO3-結合生成了HNO3。但是由于在用HCl處理2，3?LPDA時，HCl溶液會放熱，而HNO3在高溫條件下容易分解成H2O、NO2、O2，不會影響2，3?LPDA的熱穩(wěn)定性能。未經處理的2，3?LPDA的FTIR譜圖中，652 cm-1處是O—La鍵的伸縮振動峰。處理后，F(xiàn)TIR譜圖中多了兩個O—H鍵的特征峰，1 445 cm-1處為O—H鍵的伸縮振動峰，1 097 cm-1處為O—H鍵的面外伸縮振動峰，而且，譜圖中重新出現(xiàn)了—COOH鍵的特征峰。由上述內容可推知，處理后O—La鍵斷鏈，O—H鍵重新結合。O—La鍵斷開后，La離子與Cl離子結合形成La—Cl鍵，從經處理后2，3?LPDA的FTIR譜圖上看，多了一個1 261cm-1的峰，為La?Cl鍵的伸縮振動峰［16］。由此可知，2，3?LPDA與HCl發(fā)生反應，生成了LaCl3。因此可以得知，2，3?LPDA的穩(wěn)定機理為：2，3?LPDA能夠有效吸收PVC在熱降解過程中釋放的HCl氣體，并生成LaCl3，在一定程度上延緩了PVC的熱降解催化作用。

圖3 2，3?LPDA經HCl處理前后的FTIR譜圖Fig.3 FTIR spectra of lanthanum 2，3?pyrazinedicarboxylic acid before and after HCl treatment

3 結論

（1）本實驗以2，3?PDA、硝酸鑭、氨水等為原料合成的2，3?LPDA的化學式為La2（C6N2O4）2（NO3）2·3H2O；

（2）2，3?LPDA單獨作為PVC的熱穩(wěn)定劑時，抗變色性能較強，熱穩(wěn)定時間為30 min；2，3?LPDA∶硬脂酸鋅∶季戊四醇復配比為2∶1∶2時，三元復配熱穩(wěn)定劑擁有較好的抗變色性能，且其熱穩(wěn)定時間為44min；2，3?LPDA 的熱穩(wěn)定機理為：2，3?LPDA 能夠有效吸收PVC在熱降解過程中釋放的HCl氣體，并生成了LaCl3，在一定程度上延緩了PVC的熱降解催化作用；

（3）2，3?LPDA與硬脂酸鋅、季戊四醇復配體系可以使PVC在加工過程中的機械損耗減小，能量損失降低，對改善PVC的力學性能有顯著效果，可以使PVC片的拉伸性能增強。