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      PVC为何一定需要热稳定剂?

      PVC是世界上产量最大的塑料产品之一,PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,对光和热的稳定性差。由于PVC的加工稳定性极差,熔融工艺高达160℃,而PVC当温度达140℃分解,所以PVC树脂要通过改性处理实现熔融塑化的方法来加工生产。





      热稳定剂的作用


      • 在树脂加工的过程中,防止或抑制其脱HCl,及因脱HCl而引起的变色。

      • 在制品的有效使用期内,保持其足够的热稳定性并减缓热、光、引起的降解,延长其使用寿命。


      热稳定剂的作用机理


      1、吸收PVC降解过程中所产生的HCl;

      2、置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳氯原子,抑制脱PVC脱HCL;

      3、与自由基反应,终止自由基的传递;

      4、与共轭双键起加成反应,减少着色;

      5、抑制PVC的氧化;

      6、钝化具有催化脱HCl作用的金属离子。



      热稳定剂的分类


      按照所起的作用,将其可分为三大类:


      • 主热稳定剂 (铅盐类、金属皂类、有机锡类等)

      • 辅助热稳定剂(环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇等)

      • 由主副稳定剂所组成的复合稳定剂


      主热稳定剂


      PVC稳定剂主要包括铅盐类、脂肪酸金属盐类、有机锡类。


      1、铅盐类包括除铅皂以外的所有铅盐,绝大多数都含有盐基即一氧化铅(PbO)的铅盐。铅盐类稳定剂是PVC最常用且效果最好的稳定剂,但不适合透明制品;铅盐类稳定剂由于具有较大的毒性,近年来逐渐退出了市场。



      2、多为脂肪酸(月桂酸、硬脂酸等)的金属(钡、镉、铅、锌、钙、镁)的盐。其通式为(RCOO)nM,它除能与HCl作用外,其主要作用是能够置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类的稳定效果一般,透明、有毒或无毒,很少单独使用,一般都是复合使用,主要用于软制品。



      3、有机锡的通式为RmSnY4-m(R为烷基,Y是通过氧原子或硫原子与Sn连接的基团)。根据Y的不同,有机锡稳定剂主要有下列三种类型:脂肪酸盐型、马来酸盐型和硫醇盐型。有机锡类的稳定效果好,而且适合透明制品,并且有无毒规格;但是其价格较贵。




      辅助热稳定剂


      1、环氧化合物


      • 环氧化合物是PVC的重要辅助热稳定剂,他们可以增强主热稳定剂的耐热性及耐侯性,它主要分为增塑型和树脂型两大类。

      • 增塑型主要是环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧硬脂酸丁酯、辛酯等环氧类化合物。

      • 树脂型的主要有环氧氯丙烷双酚A型环氧树脂。


      2、亚磷酸酯化合物


      亚磷酸酯的化合物种类很多,包括亚磷酸三烷基酯,三芳基酯、烷基芳基酯混合酯、三硫代烷基、双亚磷酸酯以及聚合性亚磷酸酯。


      3、有机亚磷酸酯化合物



      有机亚磷酸酯是过氧化物分解剂,在聚烯烃以及合成橡胶中广泛用作辅助抗氧剂,在PVC中作为螯合剂使用。当与金属稳定剂并用时,能结合金属离子,防止金属离子的催化降解作用,从而提高PVC的耐热性和耐候性。


      4、多元醇


      多元醇能提高PVC的热稳定性,改善颜色。目前认为多元醇的加入,可以吸收杂质离子抑制其催化降解和导电性能。主要品种有季戊四醇,木糖醇、甘露醇、山梨糖醇等。


      复合热稳定剂


      PVC助剂中复合稳定剂种类繁多,比较常见的是复合钙锌稳定剂、铅盐复合稳定剂、钡镉锌复合稳定剂以、有机锡复合稳定剂等等。


      复合热稳定剂的优点:与树脂的相容性好、透明好、不易析出、易分散、容易计量、加工性能好。


      PVC材料热稳定剂发展趋势


      (1) 发展低毒和无毒的品种
      (2) 大力发展有机锡稳定剂
      (3) 积极开发有机辅助热稳定剂



      总之,随着人们环保和健康意识逐渐加强,热稳定剂将朝着低毒、无污染、复合高效等方面发展。



      振业注塑咨询,针对注塑企业在发展不同阶段存在的管理痛点提供定制化的咨询服务和解决方案,从诊断开始——方案策划——方案实施——项目后服务一站式解决企业所存在的问题。

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