PVC热稳定性的研究
PVC热稳定性的研究

PVC热稳定性的研究PVC(聚氯乙烯)是一种重要的工程塑料,在广泛的行业中得到应用,如建筑、电气、医疗等。
然而,PVC在高温环境下容易发生分解,这限制了其在一些特殊领域的应用。
因此,研究PVC的热稳定性具有重要的意义。
PVC的热稳定性主要取决于其热分解温度和热稳定剂的性能。
热分解温度是指PVC在持续加热过程中开始失去重量的温度点。
较高的热分解温度意味着PVC在高温环境下具有更好的稳定性。
PVC的热稳定剂主要分为有机和无机两类。
有机热稳定剂包括有机锡、有机铅等化合物,主要通过捕捉自由基来保护PVC的分解。
而无机热稳定剂主要是金属盐类,如钙锌盐等,通过催化分解反应来保护PVC。
研究表明,无机热稳定剂具有较高的热稳定性和长期稳定性,但有机热稳定剂对光的敏感性较小。
近年来,研究人员通过改变PVC的结构和添加新型热稳定剂来提高PVC的热稳定性。
例如,通过共聚反应引入不同的单体来改变PVC的结构,可以改善其热稳定性。
此外,一些研究还表明,在PVC中引入纳米填料,如纳米氧化锌、纳米氧化钛等,可以显著提高PVC的热稳定性。
这是因为纳米填料具有较大的比表面积和较高的吸收能力,可以吸收PVC分解过程中产生的自由基,有效抑制PVC的热分解反应。
除了PVC本身的结构和热稳定剂的选择外,研究PVC热稳定性的工作还包括研究PVC在不同温度和气氛下的分解动力学行为。
通过考察PVC的热分解过程中的活化能、反应速率常数等参数,可以深入了解PVC的热稳定性和分解机制。
这对于制定合理的工艺条件和改进PVC材料的热稳定性具有重要意义。
值得注意的是,PVC热稳定性的研究还面临着一些困难和挑战。
首先,PVC的热分解是一个复杂的过程,涉及到多个反应路径和产物。
其次,PVC的熔融温度较低,容易在加热过程中出现融化和洩漏问题。
此外,由于PVC是一种非晶态聚合物,其分子结构和形态的变化会对热稳定性产生影响,这增加了研究的复杂性。
综上所述,研究PVC的热稳定性对于提高PVC材料的应用性能具有重要意义。
PVC热稳定性的研究

PVC热稳定性的研究PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,具有广泛的应用领域,如建筑材料、电线电缆、管道等。
然而,PVC材料在高温环境下容易分解,导致材料性能下降。
因此,研究PVC的热稳定性对于提高其高温性能至关重要。
首先,研究者通过开发新型的热稳定剂来提高PVC的热稳定性。
热稳定剂是通过抑制PVC在高温下的热分解反应来保护PVC材料。
常见的热稳定剂有有机锡化合物、金属盐类和有机化合物等。
研究表明,合理选择和使用热稳定剂可以有效提高PVC的热稳定性能。
其次,了解PVC的热分解机制有助于进一步改善PVC的热稳定性。
研究发现,PVC的热分解主要经历断裂、消除和构型重排等过程。
这些过程受到温度、氧浓度、光照和添加剂等因素的影响。
因此,通过深入研究热分解机制,可以找到合适的方法和策略来提高PVC的热稳定性。
最后,添加剂也对PVC的热稳定性产生影响。
除了热稳定剂以外,其他添加剂如抗氧剂、吸热剂、光稳定剂等也可以改善PVC的热稳定性能。
这些添加剂可以吸收或转化热量,抑制过氧化反应,抑制自由基的产生,从而提高PVC的热稳定性。
综上所述,PVC热稳定性的研究对于提高PVC在高温环境下的应用性能非常重要。
研究者通过开发新型的热稳定剂、深入探究PVC的热分解机制以及使用适当的添加剂,可以有效提高PVC的热稳定性能。
然而,目前该领域的研究仍然存在一些挑战,如热稳定剂的性能和环境友好性等问题,需要进一步深入的研究和探索。
希望今后的研究能够进一步推动PVC热稳定性的发展和应用。
PVC用稳定剂的研究进展

PVC用稳定剂的研究进展PVC(聚氯乙烯)是一种重要的合成塑料,广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗和包装行业等。
然而,PVC的应用存在着困扰,主要是其在加工和使用过程中易受热和紫外线辐射的影响而出现衰老和降解现象。
为了克服这些问题,研究人员不断努力,开发出各种稳定剂用于增强PVC的耐热性和耐候性。
本文将对PVC用稳定剂的研究进展进行详细介绍。
1.有机锡稳定剂:有机锡稳定剂是最早应用于PVC的稳定剂之一、常见的有机锡稳定剂包括亚硫酸酯、环氧酸酯和羟基酸酯等。
这些化合物可以通过与PVC的加工热稳定剂共同作用,抑制热分解和氧化降解。
然而,有机锡稳定剂存在毒性和环境污染问题,因此研究人员正在寻找更为环保的替代品。
2.液晶稳定剂:近年来,液晶稳定剂成为PVC研究的热点之一、液晶稳定剂是由液晶分子和金属酞菁化合物组成的复合材料。
这种稳定剂的主要机制是通过吸收和转换光能来降低紫外线辐射对PVC的影响。
液晶稳定剂具有高效的紫外线吸收能力、良好的可加工性和热稳定性等特点,因此在PVC的耐候性改善方面具有广阔的应用前景。
3.有机酸盐稳定剂:有机酸盐稳定剂是一种非金属稳定剂,经过多年的研究和开发,已在PVC的稳定体系中得到广泛应用。
有机酸盐稳定剂主要包括有机锌、有机钙和有机铅酸盐等。
与有机锡稳定剂相比,有机酸盐稳定剂具有毒性低、环境友好等优点。
此外,研究人员还通过改变稳定剂的结构和合成方法,提高了其热稳定性和耐候性,进一步拓宽了其应用范围。
4.天然稳定剂:随着人们对环境保护意识的提高,对天然稳定剂的研究越来越受关注。
天然稳定剂可以通过植物提取物或微生物发酵生成的产物获得。
例如,丁香酚、黑云杉酚和花菁酚等植物提取物具有很高的抗氧化活性,可以在一定程度上提高PVC的耐热性和抗紫外线能力。
此外,一些微生物发酵产生的产物如二乙酰胺和乙酰左旋橙酮等也展现出良好的PVC稳定性。
总体而言,在PVC用稳定剂的研究中,有机锡稳定剂、液晶稳定剂、有机酸盐稳定剂和天然稳定剂等不同类型的稳定剂都取得了显著的进展。
PVC的热稳定剂研究

PVC的热稳定剂研究第一章:绪论PVC是一种重要的合成材料,由于其良好的耐水性、耐酸碱性、绝缘性、可加工性等特性,被广泛地应用于建材、电线电缆、包装材料等领域。
但是,PVC在高温下易发生分解,从而导致其性能下降,严重影响其使用寿命和稳定性。
因此,热稳定剂的研究和应用对于提高PVC材料的性能和可靠性具有重要意义。
第二章:PVC的热分解过程PVC在高温下发生分解是由于其骨架链的解聚和断裂所导致的。
PVC的骨架链含有大量的氯原子,氯原子的取代作用使得PVC的骨架链更加稳定,但是氯原子在高温下会被引起开环反应,从而影响PVC的稳定性。
PVC的热分解过程可以分为以下几个步骤:首先是引发反应,其次是氢氯酸分解反应,最后是氢化反应和排出反应。
其中引发反应是整个过程的关键,也是最容易发生的反应环节。
因此,热稳定剂的设计和选择主要是针对引发反应进行的。
第三章:热稳定剂的种类和作用机理热稳定剂通常被分为有机热稳定剂和无机热稳定剂两大类。
有机热稳定剂主要是稳定剂,常用的有酚类、磷系、氨基酸酯类、醚类、胺类等;无机热稳定剂主要有铅系和钙锌系等。
这些热稳定剂的作用机理主要是抑制或者中和引发反应,或者通过协同作用来提高PVC的热稳定性。
例如有机热稳定剂中的酚类,其作用机理是通过抗自由基过氧化物的作用,来抑制引发反应。
而磷系热稳定剂则是通过停止或者中和引发反应来提高PVC的热稳定性。
第四章:热稳定剂的评价指标及研究进展热稳定剂的评价指标主要包括:初热失重率、最大失重速率、干燥热稳定处理时间、氯含量、不挥发分含量等。
这些指标的测定标准一般采用国家标准和行业标准。
研究表明,热稳定剂的种类和用量对PVC的热稳定性有很大的影响。
不同种类的热稳定剂在其分子结构和分解产物上存在巨大的差别,因此其在提高PVC的热稳定性方面的表现也不尽相同。
近年来,人们对于热稳定剂的研究主要集中在提高其耐用性、延长其使用寿命方面,以及在环保方面的改善和优化等方面。
pvc热稳定性研究

pvc热稳定性研究PVC是一种重要的塑料材料,其广泛应用于建筑材料、电线电缆、包装材料等领域。
然而,由于PVC在高温条件下容易分解并释放有害气体,其热稳定性一直是一个研究的热点。
PVC的热稳定性主要受到热分解反应和热分解产物的影响。
热分解反应主要通过两种机制进行:自由基机理和离子机理。
自由基机理热分解过程分为2步:初始分解生成HCl和自由基,然后链反应引发分解形成无定形炭和短链分子,最终生成气体和炭。
离子机理热分解是聚合物与强酸、碱反应形成离子推动热分解。
为提高PVC的热稳定性,人们通常采取两种主要方法:添加热稳定剂和改变PVC本身的结构。
热稳定剂通常是由金属盐和有机化合物组成,其作用是在PVC热分解的过程中吸收和中和产生的HCl以及自由基,从而减缓或抑制热分解反应,提高PVC的热稳定性。
常用的热稳定剂有有机锡盐、铅盐和钙锌盐等。
另外,还可以通过改变PVC的结构来提高其热稳定性。
例如,添加共聚物,通过共聚物聚合物的共价结构稳定PVC的结构;引入杂原子,通过制约共轭结构降低分子的热裂解活性;引入交联剂,通过交联聚合反应提高PVC的热稳定性。
除了添加热稳定剂和改变PVC结构外,还有其他几种方法可以提高PVC的热稳定性。
其中包括降低PVC的分子量和添加抗氧剂。
降低PVC的分子量可以减轻PVC分子在热分解反应中的聚合度,从而提高其热稳定性。
抗氧剂是一类能够抑制氧气对PVC氧化破坏的化合物,通过与自由基反应形成稳定的化合物,从而有效地提高PVC的热稳定性。
此外,研究PVC的热稳定性还需要考虑温度、时间、气氛等因素对PVC的影响。
由于PVC的热分解是一个复杂的过程,其热稳定性的研究需要结合实验测试和理论分析。
常用的实验方法包括热失重分析、差示扫描量热法、红外光谱等。
通过这些实验方法可以获得PVC的热稳定性参数,进而研究其热分解机理和热分解产物。
综上所述,PVC的热稳定性研究是一个复杂而重要的课题。
通过添加热稳定剂、改变PVC结构、降低分子量和添加抗氧剂等方法,可以提高PVC的热稳定性。
PVC用稳定剂的最新研究进展

PVC用稳定剂的最新研究进展PVC(聚氯乙烯)是一种重要的塑料材料,广泛应用于建筑材料、电线电缆、汽车零件等领域。
然而,在PVC的生产和使用过程中,热稳定性是一个重要的考虑因素。
稳定剂是一种用于抵抗PVC在高温下分解和降解的添加剂。
本文将介绍PVC用稳定剂的最新研究进展。
过去,铅盐稳定剂是PVC中最常用的稳定剂。
然而,由于铅盐稳定剂的毒性和环境污染问题,人们开始寻找更环保的替代品。
目前,钙锌稳定剂是PVC用稳定剂的主要替代品之一、钙锌稳定剂具有良好的耐热性、成本相对较低和环境友好等优点。
不过,由于缺乏理论基础和经验,钙锌稳定剂在实际应用中的稳定性和可靠性仍然存在一定的限制。
近年来,随着绿色环保理念的兴起,研究人员开始关注天然有机物稳定剂的研发。
许多植物提取物被发现具有较好的热稳定性,例如红胡萝卜素、黄酮类化合物等。
这些天然有机物具有良好的环境适应性、可降解性和可再生性,可以作为绿色稳定剂的潜在候选。
此外,还有研究表明,金属有机酸盐稳定剂也具有良好的稳定性。
金属有机酸盐稳定剂是由过渡金属离子和有机酸盐基团组成的复合稳定剂。
它们可以通过稳定PVC分子链的振动和限制HCl释放来提高PVC的热稳定性。
目前,钴、锌和锡等金属常用于金属有机酸盐稳定剂的制备。
研究表明,金属有机酸盐稳定剂对PVC具有很好的热稳定性,但与传统的铅盐稳定剂相比,其耐候性和色牢度仍然有待改进。
此外,纳米材料在PVC稳定剂方面也取得了一些重要的研究进展。
纳米稳定剂是由纳米粒子制备的一种新型稳定剂。
纳米粒子具有较大的比表面积和较高的活性,可以吸附和催化降解有害物质。
目前,纳米氧化锌、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙等纳米材料被广泛用于PVC稳定剂的制备。
研究表明,纳米稳定剂可以显著提高PVC的耐热性和耐候性,并降低有害物质的释放。
总之,PVC用稳定剂的研究进展涉及多种类型的稳定剂,包括传统的钙锌稳定剂、天然有机物稳定剂、金属有机酸盐稳定剂和纳米稳定剂。
PVC热稳定性的研究

PVC热稳定性的研究PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,具有良好的耐候性、电绝缘性和机械强度,被广泛应用于建筑、化工、电子等领域。
然而,PVC在高温条件下容易发生热降解,导致材料的性能下降。
因此,研究PVC的热稳定性对于提高其使用寿命和扩大应用范围具有重要意义。
PVC主要由乙烯和氯乙烯共聚合而成,热稳定性的研究通常从材料结构和添加剂两个方面展开。
首先,材料结构对PVC的热稳定性有很大影响。
研究表明,PVC的结构中含有大量的氯原子,氯原子与材料主链形成强偶极作用,因此PVC具有较高的极性。
这种极性使得PVC在高温条件下易于发生链解聚和副反应,降低了热稳定性。
因此,改变PVC的结构,减少氯原子含量,可以提高材料的热稳定性。
例如,通过共聚合其他具有较低极性的单体,如乙烯基苯、丙烯酸酯等,可以减弱PVC的极性,从而提高热稳定性。
其次,添加剂是改善PVC热稳定性的重要手段。
一般来说,添加剂主要有热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂等。
其中,热稳定剂是最常用的添加剂之一、热稳定剂能够吸收或中和PVC在高温下产生的有害物质,从而延缓热降解反应的进行。
常用的热稳定剂包括有机锡化合物、有机铅化合物、有机锡-多酸盐等。
例如,有机锡热稳定剂是一类广泛应用的热稳定剂,它们能够与PVC反应生成稳定化合物,从而有效延缓PVC的热降解。
抗氧化剂也是常用的PVC添加剂之一、在高温条件下,PVC易受氧化反应影响,导致材料性能下降。
抗氧化剂能够稳定氧化反应,延缓PVC的老化进程。
常用的抗氧化剂有苯并噻二唑、双(烷基化)苯酚等。
光稳定剂是为了提高PVC在阳光照射下的稳定性而添加的。
PVC材料在长时间直射紫外线下容易发生热降解、退色和变质。
光稳定剂能够吸收或散射紫外线,防止其照射到PVC材料上,从而保持材料的稳定性。
常用的光稳定剂有苯并三嗪类、二苯酮类等。
增塑剂是为了提高PVC的柔软性而添加的。
一般来说,常见的增塑剂如酯类、磷酸酯类等对PVC的热稳定性影响较大。
PVC热稳定剂合成与应用研究进展

PVC热稳定剂合成与应用研究进展PVC(聚氯乙烯)是一种常用的塑料材料,广泛应用于建筑、汽车、电子、包装等诸多领域。
然而,PVC在高温下容易分解降解,导致降低其使用寿命和性能。
为了提高PVC的热稳定性能,研究人员一直在努力开发新型的PVC热稳定剂。
本文将对PVC热稳定剂的合成与应用研究进展进行详细介绍。
PVC热稳定剂的合成主要分为两种方法:有机合成和无机合成。
有机合成方法主要指通过有机化学反应合成新型的有机热稳定剂。
例如,氨基羟甲基磺酸盐类热稳定剂通过将羟甲基磺酸加入到氧化石蜡中,然后与胺类反应合成氨基羟甲基磺酸盐。
无机合成方法则是利用无机化学反应合成新型的无机热稳定剂。
例如,硒酸、硝酸盐和碱金属氧化物等无机化合物可以通过反应生成浮土和沉淀热稳定剂。
研究人员还在开发新颖的PVC热稳定剂,利用纳米技术、功能化改性和表面修饰等方法。
例如,利用纳米碳黑和纳米砷化镓等纳米颗粒作为PVC热稳定剂,可以提高PVC的热稳定性能。
此外,功能化改性则是通过引入不同的化学官能团增加热稳定剂的热稳定性能。
例如,引入含硫基团、含氮基团和含锡基团等官能团可以提高PVC的热稳定性。
表面修饰方法则是利用改性剂或表面活性剂在热稳定剂表面进行修饰,以增强热稳定剂的稳定性。
1.塑化剂稳定:塑化剂是常用的PVC添加剂,但它们在高温下会导致PVC分解。
通过添加热稳定剂可以减缓塑化剂的分解反应,延长PVC的使用寿命。
2.热稳定填充剂:一些固态热稳定剂可以作为填充剂添加到PVC中,以提高其热稳定性。
例如,纳米颗粒和矿物粉末可以有效地吸收和分散热量,减少PVC的热分解。
3.表面处理剂:表面处理剂可以降低PVC的表面能,减少热分解的可能性。
例如,疏水表面处理剂可以防止PVC与空气中的水分接触,减少PVC的降解。
4.反应程热稳定剂:反应程热稳定剂是将热稳定剂添加到PVC树脂中并进行共混反应。
这些热稳定剂可以与PVC的分解产物发生化学反应,从而消除有害物质的释放。
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PVC热稳定剂的研究摘要:聚氯乙烯(PVC)是产量仅次于聚乙烯(PE)的第二大通用塑料,具有强度高且可增塑、耐腐蚀、难燃、绝缘性好、透明性高等优点,通过加入适当的添加剂和使用适当的工艺和设备可生产出各式各样的塑料制品,包括板材、管材、管件、异型材等硬制品和膜、管、鞋、玩具、电缆料、人造革等软制品,广泛应用于工业建筑、农业、日用品、包装、电力、公用事业等领域。
但是聚氯乙烯及氯化石蜡等有机卤代物,由于其本身的结构缺陷,在受热使用过程中,会发生分解反应,产生卤化氢,导致卤代物的破坏和加工设备的损坏等严重后果,因此卤代物在受热使用过程中必须添加热稳定剂,以防止卤化氢及进一步的不利结果产生。
因此,热稳定剂是PVC加工的必须添加剂。
关键词:热稳定剂;聚氯乙烯(PVC);钙锌热稳定剂;稀土热稳定剂;有机热稳定剂Abstract:Polyvinyl chloride (PVC) is output second only to polyethylene (PE) of the second general plastics and has the advantages of high strength and plasticizing and corrosion resistant, flame retardant, good insulation, high transparency and advantages, by adding proper additive and using appropriate technology and equipment can produce various kinds of plastic products, including rigid sheet, pipe, pipe, profile, etc. products and films, tubes, shoes, toys, cable materials, artificial leather, soft - ware, widely used in industrial construction, agriculture, daily necessities, packaging, electric power, public utilities and other fields. But polyvinyl chloride and chlorinated paraffin, organic halogen substitute, because of its ownstructural defects, heat in the use process, decomposition reactions occur, generate hydrogen halides, resulting in halides destruction and processing equipment damage and other serious consequences, so halogenated compounds in heated using a process must be added to the heat stabilizer, to prevent the generation of hydrogen halide and further adverse results. Therefore, the heat stabilizer is the PVC process must be additive.Key words:polyvinyl chloride;heat stabilizer I calcium/zinc stabilizer;rare earth stabilizer;organic stabilizer正文:聚氯乙烯(PVC)是世界第三大通用塑料,产量仅次于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
PVC价格低廉,具有耐腐蚀、耐老化、力学性能优良、电绝缘性好以及阻燃等优点,其制品广泛应用于建筑、化工、电器等行业。
但PVC分子结构中含有支化点、双键和引发剂残基等不稳定因素,在受热和氧作用下极易分解,尤其在高温下分解加剧,放出大量的氯化氢,颜色加深,力学性能降低。
甚至瞬间炭化直至失去使用价值。
因此PVC加工时必须使用热稳定剂。
传统的PVC热稳定剂有:铅盐类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、有机锑类热稳定剂和金属皂类热稳定剂。
铅盐类热稳定剂虽具有优良的热稳定性能,但毒性大,危害人体健康,在国内外一些领域已被逐步禁止或限制使用。
有机锡类稳定剂广泛应用于透明PVC制品生产,但价格较昂贵,产品有异味,同时对人体中枢神经有害。
有机锑类稳定剂不仅有一定毒性且耐候性、制品透明性较差。
金属皂类通常要配合使用,且加工时易析出。
稀土类复合热稳定剂综合性能较好,近年来得到广泛应用,但象镉、铈等化合物也有毒性,在部分产品生产中使用也受到一定限制,因此开发和研制无毒、高效、价廉的热稳定剂已成为PVC加工领域中一个迫切需要解决的课题。
钙锌类稳定剂和有机类热稳定剂不含重金属,是目前很有发展前景的两类PVC热稳定剂,它们既可以单独作为主热稳定剂使用,也可以作为辅助材料与其他热稳定剂配合使用。
辅助热稳定剂本身稳定化作用较小,但与其他热稳定剂共用时,具有良好的协同作用。
1.热稳定剂的作用机理PVC的热降解过程很复杂,往住同时可进行几种化学反应过程:有分子链分解脱去HCl,氧化断链与交联,还有少量芳构化和大分子链断裂生成烃的反应,其中脱去HCl导致PVC老化或炭化是热降解的主要表现。
综合目前的研究成果,热稳定剂的作用机理可归纳为以下几类:1)吸收树脂热降解过程中生成的HCI,抑制其自动催化降解作用。
如铅盐类、有机酸金属皂类、有机锡化合物、金属醇盐等无机或金属有机化合物,这些弱碱式盐类和金属皂类很容易与HCI 反应并转化成相应的金属氯化物,达到终止或抑制PVC分解的目的;环氧化合物和胺类化合物同样可以和分解生成的HCl发生反应生成相应的化合物;亚磷酸酯类和硫醇类化合物可以起到抗氧化作用,从而达到抑制降解、增加热稳定作用。
2)置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳氯原子,消除引发降解位点作用。
例如,镉和锌的皂类、有机锡、硫醇和锑的化合物等都能够与PVC分子中的不稳定氯原子配位结合,发生置换。
3)与多烯结构发生加成反应,防止大共轭体系的形成,减少着色。
如不饱和酸的盐或酯含有双键,与PVC分子中共轭双键发生双烯加成反应,从而破坏其共轭结构,抑制变色。
4)捕捉自由基,阻止氧化反应和连锁反应.如加人酚类化合物等,酚给出的氢原子自由基能与降解的PVC大分子自由基偶合,形成不能与氧反应或惰性化的自由基类物质,同时抑制HCl脱去而起到热稳定化作用.一种热稳定剂可具有上述一种或兼具几种热稳定功能。
2.现有PVC热稳定剂体系及其性能特点对PVC模型化合物的大量研究显示,具有理想结构的PVC是热稳定的。
据此,人们已推测并通过大量的研究证实,导致工业生产PVC对热不稳定的主要原因在于,其分子中存在烯炳基氯(I)、叔氯(Ⅱ)等不稳定结构缺陷。
见图1。
这些结构缺陷受热容易消去HCI,而HCl对PVC脱HCI 具有催化作用,这就导致了链锁式脱HCI反应,从而使PVC高分子链形成共轭多烯序列并发生交联等反应。
共轭多烯序列是一个生色团,当共轭双键数大于6时,开始显色,而随着共轭双键数进一步增加,颜色随之加深。
在有氧环境下,PVC热降解也伴随发生自动氧化反应。
根据上述PVC热降解机理。
原理上解决PVC热稳定性的根本方法是改进合成方法和工艺,并严格控制工艺条件以避免或减少不稳定结构缺陷的生成。
遗憾的是,直到目前,这种方法所能达到的效果还很有限。
因此,在实践中实际行之有效的PVC热稳定方法是使用各种称之为“热稳定剂”的添加剂。
由上述PVC热降解机理不难看到,一种添加剂如果具有下列功能之一,将对PVC具有一定热稳定作用":1)取代PVC分子中的烯炳基氯原子或叔氯原子,消除引发PVC热降解的不稳定结构因素;2)中和吸收PVC因热降解而释放的HCI,消除或抑制其对PVC热降解的自动催化作用;3)与PVC因热降解而生成的共轭多烯序列加成,阻断其进一步增长并缩短共轭多烯链段,减轻其着色性。
4)捕获自由基、分解氢过氧化物,抑制自动氧化降解。
在实际稳定效果上,热稳定剂若具有功能1)、3),则可抑制PVC配料初期着色;若兼具功能1)一4),不但能抑制PVC配料初期着色,还能使这种稳定作用得到延续。
目前已开发出来的单一化合物热稳定剂中,大部分只具有以上部分功能。
少数兼具上述功能的热稳定剂(例如硫醇有机锡)也并非所有功能都是高效的。
因此,实际使用的热稳定剂都是基于协问作用原理设计的复合体系。
从实用的角度看,能有效抑制配料初期着色是实用复合热稳定剂体系应具备的基本功能。
因此,对于复合热稳定剂体系,按其所含的具有初期着色抑制作用的“主效”组分分类,并按其化学组成特征命名比较合理。
现有复合热稳定剂体系及其主要应用性能特点见表1。
3.PVC热稳定剂的种类及应用2.1 铅盐稳定剂铅盐化合物是应用时间最长且效果最好的热稳定剂,在各种PVC制品中广泛使用。
铅盐能够迅速、大量、高效地捕捉PVC热降解过程中脱出的HCl生成PbCl。
而PbCl:不会再次脱出加速PVC降解。
碱式铅盐是目前应用最广泛的铅稳定剂,主要有三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和碱式碳酸铅。
铅盐稳定剂不仅具有长期耐热性良好、价格低廉的优点,且由它生产的PVC制品电绝缘性优良、耐候性好,但其制品不透明,毒性大,初期着色差,相容性及分散性差,没有润滑性,须与金属皂、硬脂酸等润滑剂并用,容易产生硫化污染,目前国内外正在逐步减少或限止铅盐类稳定剂的使用。
2.2 有机锡类热稳定剂有机锡类热稳定剂具有良好的热稳定性和耐候性,是目前应用较广、效果较好的热稳定剂之一。
有机锡类稳定剂用量较少,具有润滑性且能够使制品保持很高的透明度,耐硫化污染,无结垢性,但价格昂贵,有异味,同时对人体中枢神经有害,这些缺点也限制了它的广泛应用。
有机锡热稳定剂商品主要品种有:二硫基乙酸辛酯二丁基锡,二月桂酸丁基锡,硫醇逆酯基锡。
二巯基乙酸辛酯二甲基锡酯基锡,二硫基乙酸辛酯二辛基锡,二马来酸单乙酯二辛基锡等。
2.3 有机锑类稳定剂锑稳定剂开发于1950年。
是近年来新增添的一类稳定剂,通常是由Sb203或SbCI3。
与硫醇盐反应制得。
在相同的温度条件下有机锑热稳定剂在低用量时的效果与有机锡热稳定剂相当,可提供良好的色泽稳定性和较低的熔融黏度,并且成本较低。