熱穩定劑的種類有很多,一般來說需要做硬質的材料都需要一定的熱穩定劑來做輔助作用,選定好的熱穩定劑就可以彌補PVC均聚物的缺陷,得到優良的PVC摻混物。下面就來看一下一些熱穩定劑的協同機理。
1、磷酸酯與金屬皂的協同作用
亞磷酸酯與金屬皂并用時,可以與金屬氯化物反應而抑制其對脫HCL的催化作用,從而提高體系的熱穩定效能。
2、多無醇與金屬皂的協同效應
多無醇與金屬皂并同可以明顯延長脫HCL的透導期,并能抑制樹脂變色。一般認為,多元醇是通過與金屬氯化物的絡合,抑制其對脫HCL的催化作用而發揮協同效應的。
3、β-二酮化合物與金屬皂的協同效應
β-二酮化合物能夠通過碳烷基作用與PVC發生反應,從而使其穩定,但反應速度緩慢。若與鈣/鋅等體系并用,則可以大大提高穩定化反應的速度。金屬鋅皂的離子化勢能較高,與烯丙基氯反應,使PVC酯化而穩定。而作為其副產物的ZnCl2是脫HCL的催化劑,它的存在是有害的。但是ZnCl2同樣是碳烷基化的催化劑,β-二酮化合物加入,正好利用ZnCl2的這種催化作用,使得烯丙基氯的碳烷基化反應得以迅速進行。β-二酮化合物與鋇/鋅的協同作用與此類似。
4、稀土穩定劑與鋅皂的協同效應
稀土穩定劑本身具有置換烯丙基氯的效果,但單獨使用時PVC制品呈現黃色著色。配合使用鋅皂后,鋅皂穩定化過程產生的ZnCl2與稀土離子的交換反應,生成危害較小的ReCl3。另外稀土優先與HCL反應生成稀土氯化的羥酸,降低了ZnCl2對脫HCL的催化作用。兩組分配合使用,得到了較好的初期著色,也使長期穩定性大大提高。
5、金屬皂的協同作用
根據金屬皂在阻止PVC降解中的活性機理,可將金屬皂分為兩類:
(1)僅能吸收HCL,防止其對脫HCL反應的催化作用,最具有代表的例子是鋇皂和鈣皂。 這類金屬熱穩定性一般,初期穩定性不好,但長期受熱,PVC穩定變化不大。其穩定化過程中生成的金屬氯化物對脫HCL基本無催化作用。
(2)不僅能吸收HCL,還能夠與烯丙基氯反應從而使PVC穩定,最具有代表的例子是鋅皂和鎘皂。這類金屬皂初期著色性很好,但長期受熱,制品急劇變色。尤其是鋅皂,極容易出現急劇化,產生所謂的“鋅燒”現象。這是因為鋅皂和鎘皂在穩定化過程中生成的氯化物CdCl2、ZnCl2是極強的lewis酸,系脫HCL反應的催化劑。基于上述特點﹐單獨使用任何一類金屬皂﹐都很難達到滿意的效果。若將活性高的鎘、鋅皂與活性差的鋇、鈣并用,則可以使初期著色性和長期穩定性都得以改善。例如﹐鋇與鎘皂并用時﹐鎘皂首先與PVC分子中的烯丙基氯發生酯化反應,生成的CdCl2與鋇皂發生復分解反應,使鎘得以再生,并使CdCl2無害化。鈣、鋅皂之間,鋇、鋅皂之間都基于相同原理。
選擇熱穩定劑要根據加工物料的性質,它的主要作用是為了防止物料分解,不同的分解機理則對應不同的熱穩定劑的選擇,所以大家在選擇的時候要根據需求選擇。
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