由于PVC的熱穩(wěn)定性差,因此在加工過程中需加入PVC熱穩(wěn)定劑來提升其熱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的PVC熱穩(wěn)定劑有:鉛鹽類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)銻類熱穩(wěn)定劑和金屬皂類熱穩(wěn)定劑。下面就由PVC助劑廠家旭美來介紹一下PVC熱穩(wěn)定劑的作用原理。
PVC的熱降解過程很復(fù)雜,往住同時可進(jìn)行幾種化學(xué)反應(yīng)過程:有分子鏈分解脫去HCl,氧化斷鏈與交聯(lián),還有少量芳構(gòu)化和大分子鏈斷裂生成烴的反應(yīng),其中脫去HCl導(dǎo)致PVC老化或炭化是熱降解的主要表現(xiàn)。
綜合目前的研究成果,熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理可歸納為以下幾類:
1)吸收樹脂熱降解過程中生成的HCI,抑制其自動催化降解作用.如鉛鹽類、有機(jī)酸金屬皂類、有機(jī)錫化合物、金屬醇鹽等無機(jī)或金屬有機(jī)化合物,這些弱堿式鹽類和金屬皂類很容易與HCI反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的金屬氯化物,達(dá)到終止或抑制PVC分解的目的;環(huán)氧化合物和胺類化合物同樣可以和分解生成的HCl發(fā)生反應(yīng)生成相應(yīng)的化合物;亞磷酸酯類和硫醇類化合物可以起到抗氧化作用,從而達(dá)到抑制降解、增加熱穩(wěn)定作用。
2)置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子或叔碳氯原子,消除引發(fā)降解位點(diǎn)作用.例如,鎘和鋅的皂類、有機(jī)錫、硫醇和銻的化合物等都能夠與PVC分子中的不穩(wěn)定氯原子配位結(jié)合,發(fā)生置換。
3)與多烯結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng),防止大共軛體系的形成,減少著色.如不飽和酸的鹽或酯含有雙鍵,與PVC分子中共軛雙鍵發(fā)生雙烯加成反應(yīng),從而破壞其共軛結(jié)構(gòu),抑制變色。
4)捕捉自由基,阻止氧化反應(yīng)和連鎖反應(yīng).如加人酚類化合物等,酚給出的氫原子自由基能與降解的PVC大分子自由基偶合,形成不能與氧反應(yīng)或惰性化的自由基類物質(zhì),同時抑制HCl脫去而起到熱穩(wěn)定化作用。
因此,PVC助劑廠家旭美認(rèn)為,一種PVC熱穩(wěn)定劑可具有上述一種或兼具幾種熱穩(wěn)定功能。主要原理是通過降解,置換不穩(wěn)定原子或阻止發(fā)生反應(yīng)等來打破PVC結(jié)構(gòu)中的不穩(wěn)定性,從而使PVC在生產(chǎn)加工過程中穩(wěn)定性更強(qiáng)。