影响聚氯乙烯热降解的因素
介绍了PVC的热降解和热稳定机理
要介绍了PVC的热降解和热稳定机理，概述了PVC热稳定剂的种类、其作用机理以及用途，并讨论了PVC热稳定剂的现状和其发展趋势。
关键词PVC 热稳定剂热降解前言聚氯乙烯(PVC)具有优良的耐腐蚀性和很高的力学性能，又因价格低廉、原料丰富、制造工艺成熟，其制品被广泛应用于工农业生产的各个领域。
然而，PVC加工时有一个致命的弱点，就是热稳定性差。
因为PVC结构中存在缺陷[1]（头头结构、双键结构的活泼氯原子、聚合物的立构规整性等），而PVC是在高温和高剪切条件下进行加工的,容易脱去分子上的HCl而导致聚合物降解,引起产品变色和制品机械性能等下降,影响其使用及寿命。
虽然PVC的热稳定性差，但是PVC的用量仍然很大，仅次于高低密度聚乙烯。
因此，提高PVC的热稳定性具有很重要的意义。
热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一，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[2]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[3]。
（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。
聚氯乙烯废弃物的热解特性与处理
聚氯乙烯废弃物的热解特性与处理摘要：聚氯乙烯树脂（以下简称PVC）广泛应用于建筑、电力、公用事业等领域，已成为广泛应用的五大通用塑料之一。
聚氯乙烯（PVC）是重要的高分子材料，也是应用最广泛的高分子材料之一。
预计2022年PVC的全球产量为5481万吨，在此期间的复合年增长率为4.8％。
随着中国的快速发展，对PVC需求也在逐年增长中。
PVC材料被大量应用于生产和生活中的各种领域，与其他塑料相比，PVC产品能够维持较长的使用寿命，但是最终也会成为固体废物。
焚烧和掩埋是PVC废物的主要处理方案，但这会造成严重的环境污染和大量的资源浪费，尤其是PVC废物的焚烧会产生剧毒污染物二噁英。
将PVC废弃物热解是一种较为绿色的处理方法，因此，各国均对PVC热解特性的研究十分关注。
由于PVC材料的多样性、添加剂的影响、热解过程环境的复杂性等导致PVC热解行为较为复杂。
关键词：聚氯乙烯；废弃物；热解；特性；处理引言中国的聚氯乙烯产能稳居全球第一，聚氯乙烯行业经历了深度调整期后，进入新一轮的高质量发展阶段，经济高质量发展为行业发展提供了难得的机遇，全球能源结构的调整、石化市场供需格局的变化、贸易保护主义及新冠肺炎疫情冲击等对行业的发展影响巨大，中国聚氯乙烯行业将迎来更多的发展机遇和挑战。
1国内形势内循环是行业可持续发展的内生动力，经过多年的发展，中国化工行业由原油初加工的基础化工模式发展为煤化工、烃类深加工结合的产业链发展模式，原料供应已实现了多元化，但下游高附加值的精细化学品生产仍有短板，产业链一体化、规模化模式尚未形成。
目前，聚氯乙烯树脂加工制造业存在加工工艺、装备设备水平层次不齐的问题，制约了聚氯乙烯树脂加工工业的发展。
因此，加强基础原材料与终端产品在技术研发、市场开拓等方面的合作，将聚氯乙烯树脂产业链向下游高附加值产品延伸，生产板材、型材、地板革、薄膜等能广泛用于建筑、交通、工业、农业等领域的终端制品是构建行业内循环的发展途径。
ppt课件第4章热稳定剂
CH2
CH3
CH3
C CH2 C·
COOCH3 COOCH3
CH3
CH2 C ·
+
COOCH3
CH2
CH3 C COOCH3
特点： 由于降解是逐个单体分解，所以相对分子质量减小较慢， 但由于单体易挥发，聚合物质量损失较快。
CH
CH2
CHCl
CH
n- 2
CH
2
-HCl -HCl
CH2 CHCl
CH CH
n-1
CH CH
n 18
但是，拉链式脱HCl反应是如何引发、增长和终止的 (即PVC 热降解是如何开始的？而共轭多烯序列又是怎样形成的？为什么 共轭多烯的增长在HCl还没脱完时就已终止？) ？而HCl和氧等又 是如何影响PVC的降解的？为弄清这些这些问题，人们已进行了 极为大量的研究。然而，可能由于实际PVC降解过程过于复杂而 影响因素又太多，因此直至目前，关于PVC降解机理的不少细节 还需通过进一步的研究加以澄清。但是应该说，有关PVC热降解 机理的基本框架现在已经比较清楚。下面从下列几方面就PVC的 热降解机理作一简要介绍：(1)重要的引发位置；(2)链引发机理； (3)链增长机理；(4)链终止机理；(5)HCl的催化机理。
5
3. 小分子消除反应 反应： 高分子链发生侧基消除反应，生成小分子产物，降解的初期高分
子主链不断裂，但当小分子消除反应进行到主链薄弱点较多时，也会 发生主链断裂，导致全面降解。小分子消除反应可能从端基开始，也 可能是无规消除反应。典型的例子是聚氯乙烯的热降解：
聚氯乙烯树脂及塑料概述
聚氯乙烯树脂及塑料概述聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride，PVC），是以氯乙烯为单体，在过氧化物、偶氮化合物等引发剂，或在光、热引发下按自由基聚合反应机理，经多种聚合实施方式生产的热塑性树脂。
是五大热塑性通用树脂中较早实现工业化生产的品种，其产量仅次于PE，位居世界第二位。
PVC在19世纪被发现过两次，一次是在1835年，另一次是在1872年。
两次机会中，这种聚合物都出现在被放置于太阳光底下的氯乙烯烧杯中，成为白色固体，但未引起重视。
20世纪初，俄国化学家Ivan Ostromislensky和德国Griesheim-Elektron公司的化学家Fritz Klatte同时尝试将PVC用于商业用途，但困难的是如何加工这种坚硬的、有时很脆的聚合物。
Waldo Semon和B.F.Goodrich Company在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法，使它成为更柔韧、更易加工的材料，并很快得到广泛的商业应用。
1931年，德国法本公司采用乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。
1933年，W·L·西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合，可加工成软聚氯乙烯制品，这才使PVC的实用化有了真正的突破。
英国卜内门化学工业公司、美国联合碳化物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及PVC的加工应用。
为了简化生产工艺、降低能耗，1956年法国圣戈邦公司开发了本体聚合法。
目前，由于合成原料丰富、价格低廉，PVC在化学建材等应用领域中的用量日益扩大，需求量增加很快，地位逐渐加强。
1.聚氯乙烯的结构和分类（1）PVC结构PVC的结构通式是：PVC是氯乙烯单体多数以头-尾结构相连的线性聚合物。
PVC分子链上的氯、氢原子空间排列基本无序，碳原子为锯齿形排列，所有原子以σ键相连，所有碳原子均为sp3杂化。
PVC是无定形的热塑性树脂，制品的结晶度低，一般只有5%～15%。
细节详解聚氯乙烯配方
细节详解聚氯乙烯配方-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）是一种常见的合成材料，广泛应用于建筑、医疗、电力、化工等各个领域。
其独特的性质和良好的加工性能使得聚氯乙烯被广泛使用。
然而，要获得理想的性能和特性，需要进行合理的配方设计。
本文将详细介绍聚氯乙烯配方的细节，并重点关注配方中的主要成分、添加剂、控制因素以及工艺参数。
通过深入研究聚氯乙烯配方，可以更好地了解其制备过程，进一步优化产品的性能和质量。
在配方中，主要成分是聚氯乙烯的主体，对产品的机械性能、化学性能和耐候性等方面起着决定性的作用。
而添加剂则是为了改善聚氯乙烯的某些特性或满足特定的应用需求而添加的。
这些添加剂可以分为增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料等多种类型，它们的种类和用量的合理选择对产品的性能有着重要影响。
除了主要成分和添加剂，配方中还需要考虑一些控制因素，如氯乙烯单体的纯度、反应温度、反应时间等。
这些因素会直接影响聚合反应的进行和产品的质量。
因此，合理控制这些因素是实现理想配方的关键。
在配方设计过程中，还需要考虑工艺参数的选择，如搅拌速度、温度控制、压力等。
这些参数的优化可以提高聚氯乙烯的加工性能和产品的稳定性。
通过详细解析聚氯乙烯配方的各个细节，本文旨在帮助读者深入了解聚氯乙烯制备过程中的关键因素和要点。
同时，对未来聚氯乙烯配方研究的发展方向进行展望，以期为聚氯乙烯配方的改进和优化提供借鉴和指导。
结合实践经验和理论知识，我们相信聚氯乙烯配方的深入研究将为相关领域的发展做出一定贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:2. 正文2.1 聚氯乙烯的特性2.2 聚氯乙烯的应用领域2.3 聚氯乙烯的制备方法2.4 聚氯乙烯的配方3. 细节详解聚氯乙烯配方3.1 配方中的主要成分3.2 配方中的添加剂3.3 配方中的控制因素3.4 配方中的工艺参数这篇长文将详细介绍聚氯乙烯配方，并着重探讨配方中的各个细节。
提高PVC热稳定性的方法
提高PVC热稳定性的方法摘要：PVC树脂以其廉价和优良的性能而被广泛使用，是目前世界上最常用的塑料之一。
近几年来，由于下游加工业的发展和市场竞争加剧，加工业对于PVC材料的耐热性要求也越来越高。
PVC热稳定性是其在生产及应用中的一项重要特性，它以PVC因热分解而变色及脱盐的数量作为测定标准。
本文总结了提高PVC热稳定性的几种方法，并对PVC树脂热稳定性的衡量指标进行了详细的阐述，以其对相关研究人员有所帮助。
关键词：PVC；热稳定性；方法前言PVC具有高强度、高阻燃性、耐腐蚀性、绝缘性好、成本低等优异的理化性质，是最早被工业化制备的一种新型材料，在工业、农业、建筑等领域具有广阔的应用前景。
然而，PVC因其自身的分子结构，在光照、温度等环境因素的影响下，极易因HCl的脱出而产生热分解，使产品的色泽变深或变色，进而造成机械等性能的降低。
在评估树脂性能时，热稳定性是一项非常重要的指标，因此，应对其热稳定性进行研究，以便更好地对其生产进行指导，适应下游市场的需要，从而提升企业的市场竞争力。
1PVC树脂热稳定性的衡量指标如果PVC树脂自身的耐热性较差，则需要对其进行更多的耐热性处理。
如果PVC树脂的热稳定性时间有很大波动性，将使生产厂家在生产过程中经常需要修改工艺配方。
目前，国家对PVC树脂热稳定性没有明确的规定，据悉，在PVC树脂加工行业中，一般认为PVC树脂的热稳定时间（温度180℃）以4min以上为最佳，少于3min，产品的加工就会受到影响[1]。
2PVC树脂热稳定性的影响因素2.1分子链结构PVC在除去盐分后，可以生成分子链结构，结果表明，在自由基聚合反应中，PVC结构中存在着分子链的生成。
同时，随着脱盐速率的提高，高分子链中形成共轭双键的几率也随之提高，导致树脂及产品呈暗色。
2.2HClHCl具有催化加快降解的效果，但也会影响变色。
所以，在PVC降解过程中，及时将HCl脱除，有利于PVC树脂的耐热性。
热稳定剂
4.5.5 热稳定剂的发展动向
1.发展低毒和无毒品种 过去多用Ba-Cd-Zn系列品种做为主稳定剂，后来发 现镉向土壤迁移而被作物吸收进而引起人的中毒。国外 开始使用有机锡代替毒性大的铅化合物。 2.大力发展有机锡热稳定剂 甲基锡和酯锡（硫锡化合物）都是优良的稳定剂。 3.大力研究做为PVC主稳定剂的有机酸金属盐 如吡咯烷酮羧酸盐，它们的分子中存在着能与氯化 锌起螯合作用的配位基，能抑制氯化锌对PVC老化的促 进作用。 4.积极开发有机辅助热稳定剂 为进一步提高稳定化效果，对螯合剂、多元醇衍生 物等新品种也在积极开发中。稳定PVC过程中，加入螯 合剂抑制氯化锌的不良影响是一种有效的方法。
4.5.4 热稳定剂分类
1.铅稳定剂 是现在仍大量使用的、开发最早的品种。具有很强的 结合氯化氢的能力，但对PVC脱HCL既无抑制作用也无 促进作用。 盐基性铅盐是目前应用最广泛的类别，如三盐基硫 酸铅（3PbO•PbSO4•H2O）、盐基性亚硫酸铅 （nPbO•PbSO3）和二盐基亚磷酸铅 （2PbO•PbPO3•1/2H2O）等。 铅盐稳定剂优点是耐热性好，长期稳定；电气绝缘 性好；具有白色颜料的性能，覆盖力大、耐候性好；价 格低廉。但缺点是有毒性，相容性和分散性差，所得制 品不透明；没有润滑性，需要与金属皂、硬脂酸等润滑 剂并用；容易产生硫化污染等。
无论是盐基性铅盐、金属皂类或其他各类热稳定剂， 所以能起到热稳定化的作用，主要是由于它们都有着一 个共同特点——均属于HCl接受体，能够捕捉PVC释放 的HCl。
各类热稳定剂有其独特作用。总之，热稳定剂掺入PVC制品中，能 与产生的微量HCL作用，因而能防止PVC热降解，同时可使制品长 期使用。
聚氯乙烯的热降解及热稳定剂的作用机理：
金属皂大多用于半透明制品。
塑料加工助剂及配方复习题
名词解释1、无机非卤阻燃剂将占重要位置其中氧化铝三水合物和氢氧化镁混合使用时，可以利用氧化铝三水合物吸热量大(结晶水汽化时吸热)，抑制燃烧物表面温度升高；利用氢氧化镁来提高氧指数和促进炭化效果，因为聚合物表面有了炭化膜也能起到阻止燃烧的作用。
此外，开发氧化锑新品种也是非卤阻燃剂发展的另一个方向。
增塑剂；是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。
外增塑剂：一般为外加到聚合体系中的高沸点的较难挥发的液体或低熔点固体物质。
内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入能降低了聚合物分子链的结晶度增加了塑料的塑性第二单体物质。
主增塑剂；分子既能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域的增塑剂，此增塑剂又叫溶剂型增塑剂。
辅助增塑剂；分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域的增塑剂，此增塑剂又叫非溶剂型增塑剂。
相容性：增塑剂与树脂相互混合时的溶解能力，是增塑剂最基本要求之一。
聚能密度(CED)：单位体积溶剂的蒸发能。
溶解度参数：单位体积溶剂的蒸发能的平方根所得值。
浊点(Tc)：聚合物与增塑剂的稀均相溶液，在冷却下变成浑浊时的温度。
通过浊点的测定能估计增塑剂和树脂的相容性。
浊点越低，增塑剂与聚合物的相容性越好。
塑化效率；使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量称为该增塑剂的塑化效率。
塑化效率是一个相对值，可以用来比较增塑剂的塑化效果。
表示塑化效率的方法常用玻璃化温度（Tg）的降低和模量的下降来表示。
聚合物的氧化是指随着时间的增加聚合物的性能降低，又称为自动氧化。
分为诱导期、强烈氧化期。
抗氧剂；是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。
主抗氧剂；主抗氧剂被认为是一种自由基的清洗剂，它通过偶合反应（即终止反应）或给出一个氢原子来阻止聚合物中的自由基的破坏作用。
辅助抗氧剂；助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。
助抗氧剂包括1、亚磷酸酯2、硫醚类抗氧剂3、金属钝化剂金属离子钝化剂；具有防止重金属离子对聚合物产生引发氧化作用的物质，通常称为金属离子钝化剂或金属钝化剂、金属螯合剂，也称铜抑制剂。