聚(氯乙烯)(PVC:參見圖1)繼續(xù)成為一個非常重要的商業(yè)聚合物,雖然其熱穩(wěn)定性比其它主要的熱塑性塑料低得多。聚氯乙烯熱降解的初始階段,脫氯化氫組成的(見圖2),即,氯化氫(鹽酸),形成共軛多烯序列(結(jié)構(gòu)交替雙鍵和單鍵)的損失。大多數(shù)研究者認為,該反應(yīng)是離子或準離子的過程中,雖然其他報告,它是通過自由基加速。1詳細地了解其機理,自由基的特別的作用,應(yīng)有助于改進添加劑對PVC穩(wěn)定的發(fā)展。
圖1。
聚(氯乙烯)的分子模型。
圖2。
PVC熱脫氯化氫。C:碳。H:氫。氯:氯。Δ:熱火。X,Y:整數(shù)。
在文獻中提出捐款途徑對PVC熱脫氯化氫,專門涉及自由基。確鑿的證據(jù)是缺乏的,但說服力disproval需要更多的事實。在這里,我們報告,排除了這種類型的兩個機制運作的新信息。我們的證據(jù)來自于這些機制,它使用兩個共軛多烯及其類似物,共軛多烯自由基共振穩(wěn)定化能的動力學分析。2
一,我們已審查的機制是,建議由Arlman,3
其中涉及了多烯基團用HCl分子從基如連續(xù)丟失的生長1和2。速率常數(shù)為每個消除的量值,? EL,Ñ(其中“EL”是指消除和Ñ到的在自由基正式雙鍵的數(shù)目1),減小由諧振離域能(DE 1起始的)激進。它增加了共振能量離域(的某些部分DE 2的產(chǎn)物自由基)。前者穩(wěn)定的初始狀態(tài),而后者往往會降低過渡態(tài)的能量。基于這些事實,我們已得出的阿列紐斯表達式
我們用于計算的最大可能值? 埃爾,Ñ為各種長度的自由基。我們定義? EL,š為標準速率常數(shù)鹽酸熱開除一個-CH 2氯仿-非原子結(jié)構(gòu),而?和牛逼是理想氣體常數(shù)和絕對溫度,分別為。我們通過我們的計算比較評估Arlman機制的有效性? EL,Ñ值與實驗速率常數(shù),K表p,用于在PVC熱解多烯增長。2
我們使用了一個類似的程序,以評估其他自由基機理,溫克勒的計劃的受理4和斯特龍伯格和他的同事,5
這些方程包括兩個共軛多烯(3)和多烯基團的中間體(1和4)。它們還包括形成與速率常數(shù)的游離氯原子? β,Ñ通過自由基具有不同的β裂解Ñ值。這個機制由用于生成的Arlman過程評價的方法分析
這提供最大價值? β,Ñ那也與比較? p。在等式(5)中,標準速率常數(shù)? β,S是指β氯原子的斷裂從非共軛基團。2
我們獲得的DE 3由在共軛多烯,例如交互的數(shù)目乘以一個單一接合型相互作用的焓值。6,7我們計算DE 1和DE 2通過添加DE對應(yīng)的多烯的值的實驗離域焓不成對電子的自由基。6,7插入的各種的DE值和實驗值? EL,S和? β,S入方程(2)和(5)導致了對的反應(yīng)列于表1中的速率常數(shù)在1與自由基的相關(guān)值Ñ。這些速率常數(shù)表明,無論是Arlman機制,也不是溫克勒-斯特龍伯格方案可以在PVC熱解占久多烯形成。隨著越來越多的值Ñ,在方程組的反應(yīng)(1)和(3)最終變得過于緩慢代表? p,其具有約10的實驗值-2 s -1,在175℃下2因此,這兩種機制涉及自由基現(xiàn)在可以從考慮中移除。
表1中。
最大速率常數(shù)在175℃下在PVC熱脫氯化氫假設(shè)中間體的反應(yīng)。n為雙鍵數(shù)目。k為速率常數(shù)。'厄爾尼諾'和β是指消除和β斷裂,分別。
Ñ ? EL,Ñ(-1) ? β,Ñ(-1)
0 4×10 -1 10 6
1 3×10 -4 20
2 9×10 -5 4×10 -1
3 4×10 -5 3×10 -2
4 - 5×10 -3
然而,我們發(fā)現(xiàn),一些自由基不要在PVC熱分解起著重要的作用。1,8這些結(jié)果從用鹽酸多烯的相互作用。其在聚合物上的攻擊導致形成熱不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)缺陷,如內(nèi)部烯丙基氯臺,其中發(fā)起的新的多烯序列的生長由非自由自由基路線。因此,脫氯化氫的自動加速發(fā)生。1,8
總之,我們已經(jīng)表明,雖然自由基是不直接參與熱多烯增長本身,在PVC熱分解原位形成自由基可以創(chuàng)建不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)部件。新型多烯非根除生育開始從這些片段。在今后的工作中,我們將嘗試闡明機制,對PVC的熱脫氯化氫等方面。


