镁锌单双金属鞣酸盐螯合物作为生物友好型多功能稳定剂提升P-PVC基复合材料热稳定性与机械性能的研究

为解决聚氯乙烯(PVC)加工过程中的热稳定难题，研究人员创新性地从石榴皮中提取鞣酸(TA)，制备了镁/锌单金属及双金属鞣酸盐螯合物作为绿色稳定剂。通过FTIR、SEM、EDX表征结构，结合TGA、DSC和拉伸测试证实：双金属鞣酸盐(Mg/Zn-TA)显著提升PVC的起始降解温度、机械强度和断裂伸长率，其效果优于传统稳定剂，为生物基多功能添加剂开发提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了生物质衍生的金属螯合物在聚合物工程中的非凡潜力。科研团队从石榴树皮中提取天然鞣酸(Tannic Acid, TA)，通过配位化学反应构建了镁(Ⅱ)、锌(Ⅱ)单金属及双金属鞣酸盐螯合物。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了金属离子与TA酚羟基的特征配位键，扫描电镜(SEM)显示纳米级复合结构，而能量色散X射线谱(EDX)则精准定位了Mg²⁺/Zn²⁺的分布。

热重分析(TGA)曲线惊艳地表明：含1.5wt%双金属鞣酸盐的PVC样品起始降解温度提升47℃，在220℃等温测试中脱氯化氢(HCl)速率降低60%。差示扫描量热(DSC)进一步揭示其抗氧化机制——金属离子通过"离子阱"效应捕获降解产生的氯自由基。更有趣的是，双金属体系展现出"1+1>2"的协同效应，Mg²⁺增强链间交联而Zn²⁺促进表面钝化。

力学性能测试同样令人振奋：处理后的PVC拉伸强度飙升120%，断裂伸长率保持85%以上，这归功于TA苯环与PVC链的π-π堆叠作用。相较于传统铅盐稳定剂，这种源自果皮的绿色方案不仅消除了重金属毒性，成本更降低40%。该研究为开发生物可降解、多功能聚合物添加剂提供了分子设计范本，让"以自然治愈合成材料"的梦想照进现实。