PVC助剂热稳定剂之一

    

塑料助剂也称塑料添加剂,是聚合物进行加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能不足而必须添加的一些化合物。塑料助剂按用途可分为工艺用助剂和功能性助剂。

纯的聚氯乙烯(PVC)树脂属于一类强极性聚合物,其分子间作用力较大,从而导致了PVC软化温度和熔融温度较高,一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基,容易导致PVC树脂脱氯化氢反应,从而引起PVC的降解反应,所以PVC对热极不稳定。

鉴于PVC上述两个特点,纯PVC树脂中必须加入热稳定剂、润滑剂、加工助剂等塑料助剂,才能正常使用。PVC中加入增塑剂,可以消若PVC分子间的作用力,增加分子的移动性,从而使其加工熔融温度下降,低于PVC的热分解温度。并因此获得软质PVC制品。

另外,PVC配方中还会根据需要加入一些功能助剂,比如填料可以降低成本、增加制品尺寸稳定性,发泡剂可以使制品密度降低等等。

PVC由于制品多样、配方复杂,并且产量大、应用广,因此是消耗塑料助剂最多的塑料品种。要想设计好PVC配方,必须对各种助剂有比较深入的了解,仅靠对PVC树脂的了解是{jd1}不够的。

PVC配方中有可能使用的助剂主要有:热稳定剂、(内、外)润滑剂、增塑剂、填充剂、抗氧剂、光稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、抗静电剂、阻燃剂、xx剂、着色剂、偶联剂等。

 

PVC树脂对热极为敏感,当加热温度达到900C以上时,就会发生轻微的热分解;当温度达到1200C后,即发生明显的热分解反应,使PVC树脂颜色逐渐加深,PVC的热降解机理十分复杂,但PVC的热分解反应的实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应,{zh1}导致大分子链断裂。

虽然PVC的热分解机理还不十分成熟,但防止PVC热分解的热稳定机理则比较成熟,它是通过如下几个方面来实现热稳定目的的。

1.       捕捉PVC热分解产生的HCl,从而防止HCl的催化降解作用。铅类稳定剂主要按此机理作用,此外还有金属皂类、有机锡类、亚磷酸酯类及环氧类等按此机理作用。

2.       置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、亚磷酸酯类和有机锡类可按此机理作用。

3.       与自由基反应,中止自由基的传递。有机锡类和亚磷酸酯类按此机理作用。

4.       与共轭双键加成作用,抑制共轭链的增长。有机锡类和环氧类按此机理作用。

5.       分解氢过氧化物,减少自由基的数目。有机锡和亚磷酸酯类按此机理作用。

6.       钝化有催化脱HCl作用的金属离子。

同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的。

实践证明,添加热稳定剂是提高PVC热稳定性的有效方法。PVC热稳定剂种类较多。按其化学成分有盐基性铅盐、金属皂(高级脂肪酸钡、铅、隔、钙、锌、镁、钾、锶等)、有机锡、环氧化合物、亚磷酸酯、稀土化合物及硫醇锑等。配方设计时,通常将不同种类或同一种类的几种稳定剂并用,产生协同、加合或互补效果。因单一成分的热稳定剂难以满足热稳定性和综合性能要求,复合型(液体、膏状、片状)热稳定剂的开发应用得到迅速发展。
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