PVC稳定剂的作用机理及用途之令狐采学创编
PVC稳定剂的作用机理及用途解析

PVC稳定剂的作用机理及用途解析PVC稳定剂是一种添加剂,用于在聚氯乙烯(PVC)的制造和加工过程中,防止PVC在加工、使用和储存过程中脱氢氯化物和分解,从而延长PVC的使用寿命。
PVC稳定剂起到阻止PVC分子链断裂和颗粒降解的作用,使PVC能够在高温和长期暴露于光线、水和氧化物等环境中保持稳定。
1.去酸:PVC在加工和使用过程中会发生脱氢氯化反应,产生HCl。
PVC稳定剂中的酸酯类物质能与HCl反应,将其中和并脱除,避免进一步腐蚀PVC分子链或颗粒。
2.螯合金属离子:PVC稳定剂中的有机酸或硫醇类化合物能与金属离子形成络合物,降低金属离子对PVC的催化氧化作用,减少其对PVC分子链的破坏。
3.溶解氧:PVC稳定剂中的氯化锡化合物能与空气中的溶解氧反应,形成不溶性的氧化锡,减少氧对PVC的溶解和氧化作用。
4.吸收紫外线:PVC稳定剂中的有机锑化合物或有机锡化合物能吸收紫外线,减少紫外线对PVC的照射和降解作用。
1.塑料制品:PVC稳定剂是制造PVC塑料制品(如管道、电线、复合材料等)的重要添加剂。
它可以改善PVC的热稳定性和耐候性,提高塑料制品的使用寿命和质量稳定性。
2.建筑材料:PVC稳定剂也广泛应用于PVC建筑材料,如地板、壁板、屋顶膜等。
它可以提高PVC材料的热稳定性和耐候性,增加材料的抗老化能力,延长使用寿命。
3.医疗器械:PVC稳定剂在医疗器械方面的应用也很广泛,如输液袋、输血管、导管等。
在这些应用中,PVC稳定剂能够提高PVC材料的稳定性和安全性,确保医疗器械的高品质和长期安全使用。
4.包装材料:PVC稳定剂也常用于食品包装材料,如保鲜膜、食品袋等。
它可以提高PVC包装材料的稳定性和耐候性,确保食品的安全和保鲜效果。
5.汽车行业:PVC稳定剂也广泛用于汽车行业,如汽车内饰、车身密封条等。
它可以提高汽车零部件的耐热性和耐腐蚀性,延长使用寿命,同时还能提供良好的表面质量和外观效果。
总之,PVC稳定剂的主要作用是保护PVC材料在制造和使用过程中的稳定性,延长其使用寿命。
PVC环保稳定剂及PVC配方设计概要

PVC环保稳定剂及PVC配方设计概要PVC(聚氯乙烯)是一种常用的塑料材料,具有耐候性好、耐化学腐蚀、电绝缘等优点,在建筑、医疗、汽车和电子等领域得到广泛应用。
然而,由于PVC材料在加工和使用过程中会产生有害物质,如铅、臭氧等,对环境和人体健康带来潜在风险。
为了解决这个问题,人们开发出PVC环保稳定剂,并优化PVC配方,以减少有害物质的释放。
本文将简要介绍PVC环保稳定剂的种类和作用机制,以及PVC配方设计的概要。
一、PVC环保稳定剂的种类1.有机锡稳定剂:有机锡稳定剂可以有效改善PVC材料的热稳定性和光稳定性,抑制PVC材料的降解过程。
有机锡稳定剂主要有硬脂酸锡、三辛基锡等。
2.钙锌稳定剂:钙锌稳定剂是一种环保的稳定剂,可以取代传统的铅盐稳定剂。
钙锌稳定剂主要由钙、锌和有机酸组成,不会产生有害的重金属离子,对环境友好。
3.有机锑稳定剂:有机锑稳定剂是一种对环境友好的稳定剂,可以有效抑制PVC材料的分解和衰老。
有机锑稳定剂主要有有机三氧化锑、有机锑酸酯等。
4.钙锡复合稳定剂:钙锡复合稳定剂是一种效果较好的环保稳定剂,可以在一定程度上兼具钙锌稳定剂和有机锡稳定剂的优点。
二、PVC环保稳定剂的作用机制PVC材料在加工和使用过程中,会受到高温、紫外线等外界环境的影响,从而引起分解和老化。
PVC环保稳定剂的作用机制主要有以下几个方面:1.热稳定性:PVC环保稳定剂可以提高PVC材料的热稳定性,抑制或减缓热降解反应的发生,防止PVC材料在高温条件下失去强度和耐用性。
2.光稳定性:PVC环保稳定剂可以有效吸收或反射紫外线,减少紫外线对PVC材料的损害,延缓PVC材料的老化和变黄。
3.抗氧化性:PVC环保稳定剂可以中和自由基,抑制氧化反应的进行,延缓PVC材料的老化和劣化。
4.金属离子捕捉:PVC环保稳定剂可以与金属离子形成络合物,降低金属离子对PVC材料的催化降解作用。
三、PVC配方设计的概要PVC配方的设计是为了减少PVC材料中有害物质的含量,改善PVC材料的性能和环保性。
pvc稳定剂参数

pvc稳定剂参数摘要:1.PVC 稳定剂的定义和作用2.PVC 稳定剂的分类3.PVC 稳定剂的参数4.PVC 稳定剂的选择和应用5.PVC 稳定剂的发展趋势正文:一、PVC 稳定剂的定义和作用聚氯乙烯(PVC)是一种广泛应用的塑料材料,其稳定性较差,容易受到热、光、氧等因素的影响而发生降解。
为了提高PVC 的稳定性,需要在PVC 中添加一定比例的稳定剂。
PVC 稳定剂是一种能提高PVC 耐热性、耐候性、耐化学品侵蚀性等性能的添加剂,能有效延缓PVC 材料的老化过程。
二、PVC 稳定剂的分类根据作用机理和成分,PVC 稳定剂主要分为以下几类:1.热稳定剂:主要作用是提高PVC 的热稳定性,防止其在加工过程中发生降解。
常见的热稳定剂有铅盐、镉盐、钡盐等。
2.光稳定剂:主要作用是吸收和消耗紫外线,防止PVC 在光照条件下发生老化。
常见的光稳定剂有紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂等。
3.抗老化剂:主要作用是减缓PVC 材料在氧化过程中产生的自由基,从而延长其使用寿命。
常见的抗老化剂有硫化橡胶、亚磷酸酯类等。
三、PVC 稳定剂的参数在选择PVC 稳定剂时,需要考虑以下几个参数:1.热稳定性:热稳定性是衡量稳定剂效果的重要指标,通常使用“初期热稳定性”和“长期热稳定性”来评价。
2.光稳定性:光稳定性好的稳定剂能有效延缓PVC 在光照条件下的老化。
3.相容性:稳定剂与PVC 的相容性好,可以提高产品的加工性能和使用寿命。
4.环保性:环保型稳定剂在近年来越来越受到重视,主要考虑其对人体和环境的影响。
四、PVC 稳定剂的选择和应用在选择PVC 稳定剂时,需要根据具体的应用领域和要求来选择合适的稳定剂。
例如,在电线电缆行业,需要选择具有良好热稳定性和光稳定性的稳定剂;在户外建筑材料中,需要选择具有优异抗老化性能的稳定剂。
五、PVC 稳定剂的发展趋势随着对环保和可持续发展的关注,PVC 稳定剂的发展趋势主要表现在以下几个方面:1.无毒、低毒稳定剂的研发和应用:减少对环境和人体的危害。
pvc热稳定剂

pvc热稳定剂PVC(聚氯乙烯)热稳定剂是一种在PVC材料加工过程中添加的化学物质,旨在防止材料在高温条件下降解和老化。
PVC是一种常用的塑料材料,广泛应用于建筑、电线电缆、医疗器械和日常用品等领域。
然而,PVC在高温环境下容易发生降解,导致材料质量下降,甚至失去使用功能。
为了解决这个问题,PVC热稳定剂应用而生。
PVC热稳定剂的作用是在PVC材料的加工和使用过程中,提供热稳定性,防止材料分解和老化。
这种热稳定剂可以使PVC材料在高温下保持良好的物理和化学性能,延长其使用寿命。
同时,它还可以提高PVC材料的抗紫外线能力,减少材料暴露在日光下引起的老化现象。
传统的PVC热稳定剂通常是一种有机金属化合物,如铅盐和有机锡化合物。
然而,由于这些有机金属化合物对环境和人体健康产生潜在的危害,近年来,对环境友好型的热稳定剂的研发工作逐渐增多。
这些新型的热稳定剂主要包括钙锌热稳定剂、锡酯热稳定剂和有机无机复合热稳定剂等。
钙锌热稳定剂是近年来广泛应用的一种热稳定剂。
它主要由钙和锌的化合物组成,可以在高温下稳定PVC的分子结构。
钙锌热稳定剂对环境友好,无毒无害,能够应用于食品包装和医疗器械等对安全性要求较高的领域。
另一种常用的热稳定剂是锡酯热稳定剂。
与有机锡化合物不同,锡酯热稳定剂不含有机锡,因此对环境影响较小。
锡酯热稳定剂有良好的热稳定性能,能够延缓PVC材料的降解过程,同时具有良好的初期色彩和机械性能。
有机无机复合热稳定剂是近年来发展起来的一种新型热稳定剂。
它由有机热稳定剂和无机热稳定剂的复合物组成,具有良好的热稳定性能和成本效益。
有机无机复合热稳定剂不仅能够提供高效的热稳定性,还能够调节PVC材料的流动性和润滑性能。
除了上述几种常见的热稳定剂,还有一些其他类型的热稳定剂正在不断地研究和发展中。
例如,阻燃型热稳定剂可以在高温下降低燃烧速度,防止火灾事故的发生。
抗氧化型热稳定剂可以有效抵抗氧化和老化,延长PVC材料的使用寿命。
PVC稳定剂的作用机理及用途之欧阳美创编

PVC稳定剂的作用机理及用途热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一,PVC热稳定剂使用的份数不多,但其作用是巨大的。
在PVC加工中使用热稳定剂可以保证PVC不容易降解,比较稳定。
PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。
PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同,所达到的稳定效果也有所区别。
1. PVC的热降解机理PVC在100~150℃明显分解,紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC的分解。
PVC的热氧老化较复杂,一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。
(一)脱氯化氢:PVC聚合物分子链上脱去活泼的氯原子产生氯化氢,同时生成共轭多烯烃;(二)更长链的多烯烃和芳环的形成:随着降解的进一步进行,烯丙基上的氯原子极不稳定易脱去,生成更长链的共轭多烯烃,即所谓的“拉链式”脱氢,同时有少量的CC键的断裂、环化,产生少量的芳香类化合物。
其中分解脱氯化氢是导致PVC老化的主要原因。
关于PVC的降解机理比较复杂,没有统一的定论,研究者提出的主要有[4]自由基机理、离子机理和单分子机理。
2. PVC的热稳定机理在加工过程中,PVC的热分解对于其他的性质改变不大,主要是影响了成品的颜色,加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。
当脱去的HCl质量分数达到0.1%,PVC的颜色就开始改变。
根据形成的共轭双键数目的不同,PVC会呈现不同种颜色(黄、橙、红、棕、黑)。
如果PVC热分解过程中有氧气存在的话,则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。
但是在产品使用的长时间内,PVC的热降解对材料的性能影响很大,加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。
在PVC加工的过程中加入热稳定剂可以抑制PVC的降解,那么热稳定剂的起到的主要作用有:通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制PVC分子的降解。
PVC稳定剂的作用机理及用途之令狐文艳创作

PVC稳定剂的作用机理及用途令狐文艳热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一,PVC热稳定剂使用的份数不多,但其作用是巨大的。
在PVC加工中使用热稳定剂可以保证PVC不容易降解,比较稳定。
PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。
PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同,所达到的稳定效果也有所区别。
1. PVC的热降解机理PVC在100~150℃明显分解,紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC的分解。
PVC的热氧老化较复杂,一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。
(一)脱氯化氢:PVC聚合物分子链上脱去活泼的氯原子产生氯化氢,同时生成共轭多烯烃;(二)更长链的多烯烃和芳环的形成:随着降解的进一步进行,烯丙基上的氯原子极不稳定易脱去,生成更长链的共轭多烯烃,即所谓的“拉链式”脱氢,同时有少量的C-C键的断裂、环化,产生少量的芳香类化合物。
其中分解脱氯化氢是导致PVC老化的主要原因。
关于PVC的降解机理比较复杂,没有统一的定论,研究者提出的主要有[4]自由基机理、离子机理和单分子机理。
2. PVC的热稳定机理在加工过程中,PVC的热分解对于其他的性质改变不大,主要是影响了成品的颜色,加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。
当脱去的HCl质量分数达到0.1%,PVC的颜色就开始改变。
根据形成的共轭双键数目的不同,PVC会呈现不同种颜色(黄、橙、红、棕、黑)。
如果PVC热分解过程中有氧气存在的话,则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。
但是在产品使用的长时间内,PVC的热降解对材料的性能影响很大,加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。
在PVC加工的过程中加入热稳定剂可以抑制PVC的降解,那么热稳定剂的起到的主要作用有:通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制PVC分子的降解。
最新PVC热稳定剂的种类划分与作用机理

最新PVC热稳定剂的种类划分与作用机理PVC热稳定剂是一种常用的添加剂,用于提高聚氯乙烯(PVC)在高温条件下的稳定性。
PVC热稳定剂的种类很多,可以根据其化学结构和作用机理进行分类。
根据化学结构,PVC热稳定剂可以分为无铅热稳定剂和含铅热稳定剂两大类。
1.无铅热稳定剂:(1)有机锡热稳定剂:有机锡热稳定剂是常用的无铅热稳定剂。
它们包括有机锡醇酸盐、有机锡酮盐等。
有机锡热稳定剂可以通过在PVC中形成络合物或与氯化氢气体反应来起到稳定的作用。
(2)有机硫热稳定剂:有机硫热稳定剂包括有机硫化物和有机硫酸盐等。
它们通过与HCl反应生成不活泼的金属盐,从而阻止PVC的降解。
(3)有机磷热稳定剂:有机磷热稳定剂是一类通过与HCl反应形成不活泼的金属盐,或者通过双键吸收氯原子来延缓PVC降解的化合物。
(4)有机锑热稳定剂:有机锑热稳定剂可以通过与PVC中的HCl发生反应生成不活泼的锑酸盐,从而提高PVC的耐热性。
2.含铅热稳定剂:(1)无机铅热稳定剂:无机铅热稳定剂是一类由氧化铅、碳酸铅、醋酸铅等组成的无机盐。
它们可以通过与Cl原子结合并形成不活泼的金属氯化物来起到稳定的作用。
(2)有机铅热稳定剂:有机铅热稳定剂是一类由有机酸盐铅、有机酐盐铅等组成的含铅化合物。
它们可以通过在PVC中形成络合物、与Cl原子结合或消耗自由基来防止PVC的降解。
PVC热稳定剂具有以下几种作用机理:1.作为氯化氢中和剂:热稳定剂中的铅、锡、硫等元素可以与PVC分解时生成的氯化氢反应,生成不活泼的金属盐,从而减少了氯化氢的腐蚀作用,保护PVC的稳定性。
2.作为空气氧化剂:有机锡热稳定剂、有机硫热稳定剂等可以在PVC 受到氧气的氧化时被氧化,从而保护了PVC的稳定性。
3.作为吸热剂:有机锑热稳定剂可以在PVC发生降解反应时,吸收热能,从而阻止了PVC的降解。
4.作为自由基捕捉剂:有机铅热稳定剂可以与PVC分解时产生的自由基反应,从而消耗了分解反应中的活性物质,减缓了PVC的降解速度。
PVC稳定剂的作用机理及用途

PVC稳定剂的作用机理及用途PVC(聚氯乙烯)是一种重要的工程塑料,具有很好的耐候性、耐化学性和机械性能等特点。
然而,PVC在加工和使用过程中常常受到热稳定性的限制,易受热降解,导致其物理性能下降。
为了提高PVC的热稳定性,通常需要添加PVC稳定剂。
1.阻止热分解反应:PVC稳定剂可以通过妨碍PVC分子的热分解反应来提高热稳定性。
稳定剂中的活性氢、氯或其他配体与PVC分子中的过渡金属形成配合物,从而抑制或阻止热敏性自由基的产生和链传递反应。
这可以增加PVC材料的热稳定性,减少其在高温下的分解。
2.消除或中和酸性物质:PVC在加工和使用过程中容易受到酸性物质的侵蚀,从而导致其降解和破裂。
一些PVC稳定剂可以消除或中和酸性物质,从而降低PVC材料的酸度,减少其与酸性物质的反应,提高其耐酸性和耐侵蚀性能。
3.抑制氯化反应:PVC稳定剂还可以通过抑制PVC分子的氯化反应来提高其热稳定性。
在PVC加工和使用的过程中,一些氯化剂(如HCl)由于分子中的氯离子,会引起PVC的降解。
稳定剂中的金属离子可以中和PVC分子中的氯离子,阻止氯化反应的进行,从而提高PVC材料的热稳定性。
1.用于PVC制品加工:PVC稳定剂广泛应用于PVC制品的各个加工阶段。
在挤出、注塑、吹塑等加工过程中,加入稳定剂可以提高PVC材料的热稳定性,减少其在高温下的降解和分解。
2.用于PVC建筑材料:PVC稳定剂对室外暴露的PVC建筑材料具有重要的作用。
在阳光、湿度和酸雨等恶劣环境条件下,PVC建筑材料容易受到紫外线的照射和化学物质的腐蚀,导致其性能下降。
添加稳定剂可以提高PVC建筑材料的耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性,延长其使用寿命。
3.用于PVC电气材料:PVC稳定剂在PVC电线、电缆、绝缘层等电气材料中的应用非常广泛。
电气材料通常要求具有良好的电绝缘性能和耐热性能,以保证电气设备的正常工作。
稳定剂的添加可以提高PVC电气材料的绝缘性能和热稳定性,减少电气故障的发生。
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PVC稳定剂的作用机理及用途令狐采学热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一,PVC热稳定剂使用的份数不多,但其作用是巨大的。
在PVC加工中使用热稳定剂可以保证PVC不容易降解,比较稳定。
PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。
PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同,所达到的稳定效果也有所区别。
1. PVC的热降解机理PVC在100~150℃明显分解,紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC 的分解。
PVC的热氧老化较复杂,一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。
(一)脱氯化氢:PVC聚合物分子链上脱去活泼的氯原子产生氯化氢,同时生成共轭多烯烃;(二)更长链的多烯烃和芳环的形成:随着降解的进一步进行,烯丙基上的氯原子极不稳定易脱去,生成更长链的共轭多烯烃,即所谓的“拉链式”脱氢,同时有少量的CC键的断裂、环化,产生少量的芳香类化合物。
其中分解脱氯化氢是导致PVC老化的主要原因。
关于PVC的降解机理比较复杂,没有统一的定论,研究者提出的主要有[4]自由基机理、离子机理和单分子机理。
2. PVC的热稳定机理在加工过程中,PVC的热分解对于其他的性质改变不大,主要是影响了成品的颜色,加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。
当脱去的HCl质量分数达到0.1%,PVC的颜色就开始改变。
根据形成的共轭双键数目的不同,PVC会呈现不同种颜色(黄、橙、红、棕、黑)。
如果PVC热分解过程中有氧气存在的话,则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。
但是在产品使用的长时间内,PVC的热降解对材料的性能影响很大,加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。
在PVC加工的过程中加入热稳定剂可以抑制PVC的降解,那么热稳定剂的起到的主要作用有:通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制PVC分子的降解。
理想的热稳定剂应该具有多种功能:(1)置换活泼、不稳定的取代基,如连接在叔碳原子上的氯原子或烯丙基氯,生成稳定的结构;(2)吸收并中和PVC加工过程中放出的HCl,消除HCl的自动催化降解作用;(3)中和或钝化对降解起催化作用的金属离子及其它有害杂质;(4)通过多种形式的化学反应可阻断不饱和键的继续增长,抑制降解着色;(5) 最好对紫外光有防护屏蔽作用。
3. PVC稳定剂、作用机理及用途3.1 铅盐稳定剂铅盐稳定剂[7]可分为3类:(1)单纯的铅盐稳定剂,多半是含有PbO的盐基性盐;(2)具有润滑作用的热稳定剂,主要是脂肪酸的中性和盐基性盐;(3)复合铅盐稳定剂,以及含有铅盐和其它稳定剂与组分的协同混合物的固体和液体复合稳定剂。
铅盐稳定剂的热稳定作用较强,具有良好的介电性能,且价格低廉,与润滑剂合理配比可使PVC树脂加工温度范围变宽,加工及后加工的产品质量稳定,是目前最常用的稳定剂。
铅盐稳定剂主要用在硬制品中。
铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异,价廉等特点。
但是铅盐有毒,不能用于接触食品的制品, 也不能制得透明的制品, 而且易被硫化物污染生成黑色的硫化铅。
3.2 金属皂类稳定剂硬脂酸皂类热稳定剂一般是碱土金属(钙、镉、锌、钡等)与硬脂酸、月桂酸等皂化制取。
产品种类较多,各有其特点。
一般来说润滑性硬脂酸优于月桂酸,而与PVC相容性月桂酸优于硬脂酸。
金属皂由于能吸收HCl,某些品种还能通过其金属离子的催化作用以脂肪酸根取代活性部位的Cl原子,因此可以对PVC起到不同程度的热稳定作用。
PVC工业中极少是有单一的金属皂化合物,而通常是几种金属皂的复合物。
常见的是钙锌皂类稳定剂。
根据Fryehorst机理,钙/锌复合稳定剂稳定机理可认为:首先锌皂与PVC链上烯丙基氯反应,然后钙皂、锌皂与氯化氯反应生成不稳定的金属氯化物。
这时,作为中间媒介的辅助稳定剂再把氯原子转移到钙皂中去,使锌皂再生,延迟了具有促进脱氯化氢作用的氯化锌的生成。
钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂,用在食品包装与医疗器械、药品包装,但其稳定性相对教低,钙类稳定剂用量大时透明度差,易喷霜。
钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能,国内已经有用于硬质管材的透明钙锌复合稳定剂出现。
3.3 有机锡稳定剂有机锡中的烷基锡通常是甲基、正丁基、正辛基等三种。
日本生产的大多是丁基锡类,欧洲辛基锡类更普遍一些,这是欧洲认可的标准无毒稳定剂,美国则甲基锡用的较为多一些。
常用的有机锡类稳定剂有三大类:(1)脂肪族酸盐类,主要是指二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡等;(2)马来酸盐类,主要是指马来酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯) 二丁基锡、马来酸二正辛基锡等;(3)硫醇盐类,其中双(硫基羧酸) 酯是用量最多。
有机锡类热稳定剂性能较好,是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种,尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂,但其价格较贵。
有机锡热稳定剂(巯基乙酸锡)对PVC有很好的稳定效果。
尤其是液态的有机锡稳定剂,相比较固体的热稳定剂,液态的有机锡稳定剂能够更好的与PVC树脂混合。
有机锡稳定剂(巯基乙酸锡)可以取代聚合物上的不稳定的Cl原子,使PVC树脂具有长期稳定性和初期颜色保持性。
并提出巯基乙酸锡的稳定机理:(1)S原子可以取代不稳定的Cl原子,因此抑制了共轭多烯烃的生成。
(2)HCl作为PVC热降解的产物,又可以加速共轭多烯烃的生成。
而巯基乙酸锡可以吸收产生的HCl。
3.4 稀土稳定剂稀土类热稳定剂主要包括资源丰富的轻稀土镧、铈、钕的有机弱酸盐和无机盐。
有机弱酸盐的种类有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水杨酸稀土、柠檬酸稀土、月桂酸稀土、辛酸稀土等。
稀土稳定剂的作用机理初步研究为:(1)稀土镧系元素的特殊电子结构(最外层2个电子、次外层8个电子结构,有许多空轨道)所决定,其空轨道能级差很小,在外界热力氧作用下或在极性基团作用下,外层或次外层电子被激化,可以与PVC链上不稳定的Cl配位,并且可以与PVC加工中分解出来的氯化氢形成配位络合物,同时稀土元素与氯元素之间有较强的吸引力,可起到控制游离氯元素的作用,从而能阻止或延缓氯化氢的自动氧化连锁反应,起到热稳定作用。
(2)稀土多功能稳定剂可对PVC加工中的氧和PVC本身含有的离子型杂质进行物理吸附,并进入稀土多功能稳定剂的晶格穴中,避免了它们对母体C—Cl键的冲击振动。
因此,通过稀土多功能稳定剂的作用,可以提高PVC脱HCl的活化能,从而延缓PVC塑料的热降解。
(3)稀土化合物中合适的阴离子基团能起置换PVC大分子上的烯丙基氯原子的作用,消除这个降解弱点,也能达到稳定的目的。
稀土稳定剂国内研究的比较多。
总体来说,稀土热稳定剂的稳定效果优于金属皂类稳定剂,具有较好的长期热稳定,并与其他种类稳定剂之间有广泛的协同效应,具有良好的耐受性,不受硫的污染,储存稳定,无毒环保的优点。
此外,稀土元素与CaCO3具有独特的偶联作用,同时促进PVC塑化效果,因而可以增加CaCO3的用量,减少加工助剂ACR的使用,有效地降低成本。
稀土对聚氯乙烯的稳定作用的特点在于其独特的协同作用。
稀土与某些金属、配位体和助稳定剂适当配合,能极大的提高稳定作用。
3.5 其他稳定剂3.5.1 环氧类环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧妥尔油能、环氧硬脂酸丁酯、辛酯等环氧类化合物是聚氯乙烯常用的副热稳定剂,它们与上述稳定剂配合使用有较高的协同作用,具有光稳定性和无毒之优点,适用于软质,特别是要暴露于阳光下的软质FVC 制品,通常不用于硬质PVC制品,其缺点是易渗出。
有研究指出,将环氧的葵花子油添加到含有不同的金属皂盐(Ba/Cd和Ca/Zn)PVC中,通过对材料的热稳定性的测定,发现葵花子油与金属皂盐具有很好的协同作用,能够增强PVC 材料的热稳定性,分析了协同作用产生的原因:降解产生的HCl被葵花子油和金属皂盐吸收了,HCl浓度减小同时降低PVC的脱HCl速度(HCl对PVC降解有催化作用),提高了PVC的热稳定性。
3.5.2 多羟基类季戊四醇、木糖醇等多羟基化合物都对PVC有一定的热稳定作用,是PVC常用的副热稳定剂。
通过脱氯化氢速率和热稳定性实验,发现不含重金属和锌类热稳定剂的PVC/多羟基化合物热稳定时间延长到200℃,其稳定效果与多羟基化合物的类型和羟基数目有关,尤其是含端位羟基的多羟基化合物促进PVC长期热稳定性,吸收降解时产生的HCl。
3.5.3 其他亚磷酸盐、β-二酮、二氢嘧啶等都可作为PVC的辅助热稳定剂,吸收产生的HCl,延缓PVC变色。
4 PVC热稳定剂的目前状况及发展趋势进入21世纪后,由于全球对环境保护的要求日益严格,限制重金属稳定剂的法规日益加剧,使热稳定剂的生产及消费进一步向无毒、低毒、复合高效方向发展,无铅、无镉化已引起发达国家的普遍重视,替代产品不断出现和应用,铅、镉(特别是镉)稳定剂的应用已呈逐步下降的态势,出现了一些无毒或者是低毒的热稳定剂(如有机锡类化合物、钙\锌皂盐、稀土稳定剂等)。
尽管近年我国的复合型、无毒和低毒的热稳定剂生产与开发取得了相当的成绩,但是与世界先进水平相比存在许多的不足和较多差距(如品种少,生产规模小等)。
我国新型热稳定剂生产与应用远远不能满足国内PVC工业的发展,一些比较高档的PVC制品所需的热稳定剂还主要依赖于进口。
我国PVC工业的快速发展,为热稳定剂行业的发展提供了良好的市场保障和广阔的发展空间,同时也对热稳定剂行业提出了更高的要求。
加强我国新型热稳定剂研究和开发,应该重视一下几点:(一)加强原有无铅无镉钙锌稳定剂的研究和改进,提高原有产品质量;(二)根据原料来源和市场分布,逐步建立相对集中的大规模助剂生产厂群;(三)配合其他PVC助剂的开发和生产,发展多元复合式产品,进一步减少资源浪费和环境污染,带动“绿色”助剂产业的可持续发展。