PVC生產(chǎn)的穩(wěn)定性問(wèn)題

作者:   發(fā)布時(shí)間:2017/11/6 9:46:46   瀏覽次數(shù):5019

熱穩(wěn)定劑是PVC加工不可缺少的主要助劑之一，PVC熱穩(wěn)定劑使用的份數(shù)不多，但其作用是巨大的。在PVC加工中使用熱穩(wěn)定劑可以保證PVC不容易降解，比較穩(wěn)定。PVC加工中常用的熱穩(wěn)定劑有堿式鉛鹽類穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑、有機(jī)錫穩(wěn)定劑、稀土穩(wěn)定劑、環(huán)氧化合物等。PVC降解機(jī)制復(fù)雜, 不同穩(wěn)定劑的作用機(jī)制也不相同，所達(dá)到的穩(wěn)定效果也有所區(qū)別。

1. PVC的熱降解機(jī)理

PVC在100～150℃明顯分解，紫外光、機(jī)械力、氧、臭氧、氯化氫以及一些活性金屬鹽和金屬氧化物等都會(huì)大大加速PVC的分解。PVC的熱氧老化較復(fù)雜，一些文獻(xiàn)報(bào)道將PVC的熱降解過(guò)程分為兩步。（一）脫氯化氫：PVC聚合物分子鏈上脫去活潑的氯原子產(chǎn)生氯化氫，同時(shí)生成共軛多烯烴；（二）更長(zhǎng)鏈的多烯烴和芳環(huán)的形成：隨著降解的進(jìn)一步進(jìn)行，烯丙基上的氯原子極不穩(wěn)定易脫去，生成更長(zhǎng)鏈的共軛多烯烴，即所謂的“拉鏈?zhǔn)健泵摎?，同時(shí)有少量的C-C鍵的斷裂、環(huán)化，產(chǎn)生少量的芳香類化合物。其中分解脫氯化氫是導(dǎo)致PVC老化的主要原因。關(guān)于PVC的降解機(jī)理比較復(fù)雜，沒(méi)有統(tǒng)一的定論，研究者提出的主要有[4]自由基機(jī)理、離子機(jī)理和單分子機(jī)理。

2. PVC的熱穩(wěn)定機(jī)理

在加工過(guò)程中，PVC的熱分解對(duì)于其他的性質(zhì)改變不大，主要是影響了成品的顏色，加入熱穩(wěn)定劑可以抑制產(chǎn)品的初期著色性。當(dāng)脫去的HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.1%，PVC的顏色就開(kāi)始改變。根據(jù)形成的共軛雙鍵數(shù)目的不同，PVC會(huì)呈現(xiàn)不同種顏色（黃、橙、紅、棕、黑）。如果PVC熱分解過(guò)程中有氧氣存在的話，則將會(huì)有膠態(tài)炭、過(guò)氧化物、羰基和酯基化合物的生成。但是在產(chǎn)品使用的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，PVC的熱降解對(duì)材料的性能影響很大，加入熱穩(wěn)定劑可以延遲PVC降解的時(shí)間或者降低PVC降解的程度。

在PVC加工的過(guò)程中加入熱穩(wěn)定劑可以抑制PVC的降解，那么熱穩(wěn)定劑的起到的主要作用有：通過(guò)取代不穩(wěn)定的氯原子、吸收氯化氫、與不飽和部位發(fā)生加成反應(yīng)等方式抑制PVC分子的降解。理想的熱穩(wěn)定劑應(yīng)該具有多種功能：(1)置換活潑、不穩(wěn)定的取代基,如連接在叔碳原子上的氯原子或烯丙基氯,生成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；(2)吸收并中和PVC加工過(guò)程中放出的HCl,消除HCl的自動(dòng)催化降解作用；(3)中和或鈍化對(duì)降解起催化作用的金屬離子及其它有害雜質(zhì)；(4)通過(guò)多種形式的化學(xué)反應(yīng)可阻斷不飽和鍵的繼續(xù)增長(zhǎng),抑制降解著色；(5) 最好對(duì)紫外光有防護(hù)屏蔽作用。

3. PVC穩(wěn)定劑、作用機(jī)理及用途

3.1 鉛鹽穩(wěn)定劑

鉛鹽穩(wěn)定劑[7]可分為3類：(1)單純的鉛鹽穩(wěn)定劑，多半是含有PbO的鹽基性鹽；(2)具有潤(rùn)滑作用的熱穩(wěn)定劑，主要是脂肪酸的中性和鹽基性鹽；(3)復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑，以及含有鉛鹽和其它穩(wěn)定劑與組分的協(xié)同混合物的固體和液體復(fù)合穩(wěn)定劑。

鉛鹽穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定作用較強(qiáng)，具有良好的介電性能，且價(jià)格低廉，與潤(rùn)滑劑合理配比可使PVC樹(shù)脂加工溫度范圍變寬，加工及后加工的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，是目前最常用的穩(wěn)定劑。鉛鹽穩(wěn)定劑主要用在硬制品中。鉛鹽類穩(wěn)定劑具有熱穩(wěn)定劑好、電性能優(yōu)異，價(jià)廉等特點(diǎn)。但是鉛鹽有毒，不能用于接觸食品的制品, 也不能制得透明的制品, 而且易被硫化物污染生成黑色的硫化鉛。

鹽基性鉛鹽是用于聚氯乙烯之最早也是最廣泛的一種熱穩(wěn)定劑，呈堿性，故能與產(chǎn)生的HCL反應(yīng)而起穩(wěn)定作用。從毒性、抗污性和制品透明性來(lái)看，鉛鹽并不理想。但它的穩(wěn)定效果好、價(jià)格低廉，故仍大量用于廉價(jià)的PVC擠出和壓延制品中。因它有優(yōu)良的電性能和低吸水性，故廣泛地用作PVC的電絕緣制品、唱片和泡沫塑料的穩(wěn)定劑。

1、三鹽基硫酸鉛（也稱三堿式硫酸鉛）
白色粉末，比重7.10,甜味有毒，易吸濕，無(wú)可燃性和腐蝕性。不溶于水，但能溶于熱的醋酸胺，，潮濕時(shí)受光后會(huì)變色分解。折射率2．1，常用作電絕緣產(chǎn)品的穩(wěn)定劑．
2、二鹽基亞磷酸鉛
這是一種細(xì)微針狀結(jié)晶粉末；比重6．1，味甜有毒；200℃左右變成灰黑色，450℃左右變成黃色。本品不溶于水和有機(jī)溶劑，溶于鹽酸。折射率2.25，有抗氧劑作用，是一種優(yōu)良的耐氣候性穩(wěn)定劑。

3.2 金屬皂類穩(wěn)定劑

硬脂酸皂類熱穩(wěn)定劑一般是堿土金屬（鈣、鎘、鋅、鋇等）與硬脂酸、月桂酸等皂化制取。產(chǎn)品種類較多，各有其特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)潤(rùn)滑性硬脂酸優(yōu)于月桂酸，而與PVC相容性月桂酸優(yōu)于硬脂酸。

金屬皂由于能吸收HCl，某些品種還能通過(guò)其金屬離子的催化作用以脂肪酸根取代活性部位的Cl原子，因此可以對(duì)PVC起到不同程度的熱穩(wěn)定作用。PVC工業(yè)中極少是有單一的金屬皂化合物，而通常是幾種金屬皂的復(fù)合物。常見(jiàn)的是鈣鋅皂類穩(wěn)定劑。根據(jù)Frye-horst機(jī)理，鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理可認(rèn)為：首先鋅皂與PVC鏈上烯丙基氯反應(yīng)，然后鈣皂、鋅皂與氯化氯反應(yīng)生成不穩(wěn)定的金屬氯化物。這時(shí),作為中間媒介的輔助穩(wěn)定劑再把氯原子轉(zhuǎn)移到鈣皂中去,使鋅皂再生,延遲了具有促進(jìn)脫氯化氫作用的氯化鋅的生成。

鈣鋅類穩(wěn)定劑可作為無(wú)毒穩(wěn)定劑，用在食品包裝與醫(yī)療器械、藥品包裝，但其穩(wěn)定性相對(duì)教低，鈣類穩(wěn)定劑用量大時(shí)透明度差，易噴霜。鈣鋅類穩(wěn)定劑一般多用多元醇和抗氧劑來(lái)提高其性能，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有用于硬質(zhì)管材的透明鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑出現(xiàn)。

金屬皂類也是一類廣泛使用的聚氯乙烯熱穩(wěn)定劑。以羧酸鋇、羧酸鎘、羧酸鋅、羧酸鈣的單質(zhì)或混合物使用。其穩(wěn)定作用是由于它能在聚氯乙烯分子鏈上開(kāi)始分解的地方起酯化作用。穩(wěn)定作用的強(qiáng)弱與金屬皂中的金屬比、羧酸類型以及配方中是否存在諸如亞磷酸酯、環(huán)氧化油、抗氧劑等協(xié)合劑有關(guān)。其中鎘皂和鋅皂的穩(wěn)定作用最大。
1、硬脂酸鉛
這是一種細(xì)微粉末，它不溶于水，溶于熱的乙醇和乙醚，在有機(jī)溶劑中加熱溶解，再經(jīng)冷卻成為膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的鉛鹽，易受潮。有良好潤(rùn)滑性，熔點(diǎn)低而確保其有良好分散性。
2、2—乙基乙酸鉛
它可溶于溶劑和增塑劑。通常配成57－60％的礦物油或增塑劑的溶液出售。廣泛用作泡沫塑料中發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺的活化劑。
3、水楊酸鉛
這是一種白色結(jié)晶粉末，比重2．36，折射率1．76。 兼有PVＣ熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑作用。
4、三鹽基硬脂酸鉛
這是一種白色粉末，比重2．15，280-800℃時(shí)分解，遇100℃以上高溫易結(jié)塊。溶于乙醚，有毒，無(wú)可燃性和腐蝕性。折射率1．60。本品潤(rùn)滑件較好，有良好的光穩(wěn)定性，廣泛用于FVC唱片配方中。
5、二鹽基鄰苯二甲酸鉛
白色細(xì)微結(jié)晶粉末，比重4．5。不溶于普通溶劑。本品為弱酸性，其鹽基部分易碳酸化。折射率1．99。當(dāng)配方中含有易皂化的增塑劑時(shí)穩(wěn)定作用優(yōu)于三鹽基硫酸鉛。
6、三鹽基馬來(lái)酸鉛(三鹽基順丁烯二酸鉛）
微黃色細(xì)粉末，比重6．0，折射率2．08，有毒，無(wú)可燃性和腐蝕性，有良好的色澤穩(wěn)定性，并有消滅不穩(wěn)定雙烯結(jié)構(gòu)作用。
7、硬脂酸鋇
白色細(xì)微粉末，鋇含量19．5－20．6％，比重1．145％，熔點(diǎn)225℃以上。不溶于水，但镕于熱的乙醇。在有機(jī)溶劑中加熱溶解經(jīng)冷卻后成膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為便脂酸和相應(yīng)的鋇鹽，易受潮。是必須避免硫污時(shí)供選用的熱穩(wěn)定劑，也是高溫下加工時(shí)采用的潤(rùn)滑劑。
8、丹桂酸鋇
9、蓖麻酸鋇
這是一種帶黃白色的粉末，熔點(diǎn)l16—124，能使制品得到良好透明性的穩(wěn)定劑。
10、硬脂酸鎘
白色細(xì)微粉末，鎘含量16.5—17.5％，不溶于水，溶于熱的乙醇，在有機(jī)溶劑中加熱溶解后經(jīng)冷卻成為膠狀物，遇強(qiáng)酸分解成硬脂酸和相應(yīng)的鎘鹽，易受潮。是要求有良好透明性之ＰＶＣ的熱和光穩(wěn)定劑。
11、蓖麻酸鎘
這是一種白色粉末，熔點(diǎn)96-104℃，PVC用的兼有熱和光穩(wěn)定劑作用
12、硬脂酸鈣
白色細(xì)微粉，不溶于水，溶于熱的乙醇和乙醚。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的鈣鹽，易受潮。是PVC用的無(wú)毒穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑。一般不單獨(dú)使用，而常與鋅皂、鎂皂或環(huán)氧類副穩(wěn)定劑配合使用。
13、蓖麻酸鈣
這是一種白色粉末，熔點(diǎn)74-82℃，PVC用的無(wú)毒穩(wěn)定劑。
14、硬脂酸鋅
白色細(xì)微粉末，不溶于水，溶于熱的乙醇、松節(jié)油、苯等有機(jī)溶劑。在有機(jī)溶劑中加熱溶解后退冷成為膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的鋅鹽，易受潮。兼PVC的無(wú)毒穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑。
15、硬脂酸鎂
白色粉末，比重1.07，純品熔點(diǎn)為85℃工業(yè)品熔點(diǎn)為l08-115℃。微溶于水，溶于熱的乙醇，遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和鎂鹽。這是一種PVC的無(wú)毒穩(wěn)定劑兼潤(rùn)滑劑，也是酚醛和脲醛樹(shù)脂的潤(rùn)滑劑。

3.3 有機(jī)錫穩(wěn)定劑

有機(jī)錫中的烷基錫通常是甲基、正丁基、正辛基等三種。日本生產(chǎn)的大多是丁基錫類,歐洲辛基錫類更普遍一些,這是歐洲認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)毒穩(wěn)定劑,美國(guó)則甲基錫用的較為多一些。常用的有機(jī)錫類穩(wěn)定劑有三大類:（1）脂肪族酸鹽類，主要是指二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二正辛基錫等；（2）馬來(lái)酸鹽類,主要是指馬來(lái)酸二丁基錫、雙(馬來(lái)酸單丁酯) 二丁基錫、馬來(lái)酸二正辛基錫等；（3）硫醇鹽類,其中雙(硫基羧酸) 酯是用量最多。

有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑性能較好，是用于PVC硬制品與透明制品的較好品種，尤其辛基錫幾乎成為無(wú)毒包裝制品不可缺少的穩(wěn)定劑，但其價(jià)格較貴。

有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑（巰基乙酸錫）對(duì)PVC有很好的穩(wěn)定效果。尤其是液態(tài)的有機(jī)錫穩(wěn)定劑，相比較固體的熱穩(wěn)定劑，液態(tài)的有機(jī)錫穩(wěn)定劑能夠更好的與PVC樹(shù)脂混合。有機(jī)錫穩(wěn)定劑（巰基乙酸錫）可以取代聚合物上的不穩(wěn)定的Cl原子，使PVC樹(shù)脂具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性和初期顏色保持性。并提出巰基乙酸錫的穩(wěn)定機(jī)理：（1）S原子可以取代不穩(wěn)定的Cl原子，因此抑制了共軛多烯烴的生成。（2）HCl作為PVC熱降解的產(chǎn)物，又可以加速共軛多烯烴的生成。而巰基乙酸錫可以吸收產(chǎn)生的HCl。

有機(jī)錫穩(wěn)定劑是各種羧酸錫和硫醇錫的衍生物，主要產(chǎn)品是二丁基惕和二辛基錫的有機(jī)化合物，其中二辛基錫化合物被更多的國(guó)家作為無(wú)毒穩(wěn)定劑使用。有機(jī)錫主要用來(lái)穩(wěn)定硬質(zhì)PVC制品，特別是那些需要有優(yōu)良透明性和熱穩(wěn)定性的產(chǎn)品當(dāng)然也能穩(wěn)定軟質(zhì)制品，但由于其價(jià)格較貴，所以一般不采用。
1．二月桂酸二丁基錫
這是一種淡黃色清澈液體，溶于所有工業(yè)用增塑劑和溶劑，本品有毒。它是有機(jī)錫中最老的品種，有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、透明性和耐候性，耐硫污但耐熱性差。用作軟質(zhì)透明制品的主穩(wěn)定劑，在硬質(zhì)透明制品中用作潤(rùn)滑劑．
2．馬來(lái)酸二丁基錫
這是一種白色非晶形粉末，熔點(diǎn)和揮發(fā)性隨聚合度而異，約在100—140℃之間。本品有毒、有催淚性。主要用于要求高軟化點(diǎn)和高沖擊強(qiáng)度的硬質(zhì)透明制品。因無(wú)潤(rùn)滑作用故常與二月桂酸二丁基錫并用，用量0.5-2份。
3．雙(馬來(lái)酸單丁酯)二丁基錫
淡黃色透明液體，無(wú)毒(允許用量3份以下)。本品有良好的耐候性、透明性、防止著色性和熱穩(wěn)定性，不發(fā)生硫污，常用于PVC透明硬質(zhì)制品，用量2.0-4.0份。
4．雙（巰基乙酸異丁酯）二正辛基錫
這是一種淡黃色液體，不溶于水，易溶于酯、醚、醇、脂肪烴和芳烴、氯化烴類以及主要類型的增塑劑。它是硫醇錫中的主要品種，最普遍使用的無(wú)毒有機(jī)錫穩(wěn)定劑之一，用于硬質(zhì)透明PVC(2-3份）和軟質(zhì)透明PVC(1份)。其缺點(diǎn)是耐候性差、有臭味、會(huì)硫污、無(wú)潤(rùn)滑作用。此外，因含酯基，故有一定的增塑作用。
5．二月桂酸二正辛基錫
這是一種黃色液體，25℃時(shí)的比重為1.01-1.02，折射率為1．46-1.47，30℃時(shí)的粘度在60 厘泊以下。本品無(wú)毒，潤(rùn)滑性良好，主要用于硬質(zhì)透明PVC食品包裝材料，用量1．5份以下。
6．馬來(lái)酸二正辛基錫 ’
這是一種白色粉末，熔點(diǎn)87-105℃，不溶于水，溶于苯，乙醇，丙酮。本品無(wú)毒，具有優(yōu)異的長(zhǎng)期耐熱性，主要用作硫醇錫的副穩(wěn)定劑，用量常在0.3-0.5份。

3.4 稀土穩(wěn)定劑

我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量豐富，約占全世界的80％以上，稀土熱穩(wěn)定劑在塑料加工中賦予PVC優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，稀土穩(wěn)定劑的機(jī)理初步研究為：稀土鑭系元素的特殊電子結(jié)構(gòu)(最外層2個(gè)電子，次外層8個(gè)電子結(jié)構(gòu)，有許多空軌道)所決定，眾多的空軌道可作為中心離子接受配位體，通過(guò)靜電引力形成離子配鍵，在外界熱力氧作用下，外層或次外層電子被激化，且稀土原子與PVC鏈上的氯原子間有較強(qiáng)的配位能，可起到控制游離氯原子的產(chǎn)生，從而阻止或延緩Ha 的自動(dòng)氧化連鎖反應(yīng)，起到熱穩(wěn)定的作用。

稀土類熱穩(wěn)定劑主要包括資源豐富的輕稀土鑭、鈰、釹的有機(jī)弱酸鹽和無(wú)機(jī)鹽。有機(jī)弱酸鹽的種類有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水楊酸稀土、檸檬酸稀土、月桂酸稀土、辛酸稀土等。

稀土穩(wěn)定劑的作用機(jī)理初步研究為:(1)稀土鑭系元素的特殊電子結(jié)構(gòu)(最外層2個(gè)電子、次外層8個(gè)電子結(jié)構(gòu),有許多空軌道)所決定，其空軌道能級(jí)差很小，在外界熱力氧作用下或在極性基團(tuán)作用下，外層或次外層電子被激化，可以與PVC鏈上不穩(wěn)定的Cl配位，并且可以與PVC加工中分解出來(lái)的氯化氫形成配位絡(luò)合物，同時(shí)稀土元素與氯元素之間有較強(qiáng)的吸引力，可起到控制游離氯元素的作用，從而能阻止或延緩氯化氫的自動(dòng)氧化連鎖反應(yīng)，起到熱穩(wěn)定作用。(2)稀土多功能穩(wěn)定劑可對(duì)PVC加工中的氧和PVC本身含有的離子型雜質(zhì)進(jìn)行物理吸附，并進(jìn)入稀土多功能穩(wěn)定劑的晶格穴中，避免了它們對(duì)母體C—Cl鍵的沖擊振動(dòng)。因此，通過(guò)稀土多功能穩(wěn)定劑的作用，可以提高PVC脫HCl的活化能,從而延緩PVC塑料的熱降解。(3)稀土化合物中合適的陰離子基團(tuán)能起置換PVC大分子上的烯丙基氯原子的作用，消除這個(gè)降解弱點(diǎn)，也能達(dá)到穩(wěn)定的目的。稀土穩(wěn)定劑國(guó)內(nèi)研究的比較多。

總體來(lái)說(shuō)，稀土熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果優(yōu)于金屬皂類穩(wěn)定劑，具有較好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定，并與其他種類穩(wěn)定劑之間有廣泛的協(xié)同效應(yīng)，具有良好的耐受性，不受硫的污染，儲(chǔ)存穩(wěn)定，無(wú)毒環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。此外，稀土元素與CaCO3具有獨(dú)特的偶聯(lián)作用，同時(shí)促進(jìn)PVC塑化效果,因而可以增加CaCO3的用量,減少加工助劑ACR的使用，有效地降低成本。稀土對(duì)聚氯乙烯的穩(wěn)定作用的特點(diǎn)在于其獨(dú)特的協(xié)同作用。稀土與某些金屬、配位體和助穩(wěn)定劑適當(dāng)配合,能極大的提高穩(wěn)定作用。

3.5 其他穩(wěn)定劑

3.5.1 環(huán)氧類

環(huán)氧大豆油、環(huán)氧亞麻子油、環(huán)氧妥爾油能、環(huán)氧硬脂酸丁酯、辛酯等環(huán)氧類化合物是聚氯乙烯常用的副熱穩(wěn)定劑，它們與上述穩(wěn)定劑配合使用有較高的協(xié)同作用，具有光穩(wěn)定性和無(wú)毒之優(yōu)點(diǎn)，適用于軟質(zhì)，特別是要暴露于陽(yáng)光下的軟質(zhì)FVC制品，通常不用于硬質(zhì)PVC制品，其缺點(diǎn)是易滲出。

有研究指出，將環(huán)氧的葵花子油添加到含有不同的金屬皂鹽（Ba/Cd和Ca/Zn）PVC中，通過(guò)對(duì)材料的熱穩(wěn)定性的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)葵花子油與金屬皂鹽具有很好的協(xié)同作用，能夠增強(qiáng)PVC材料的熱穩(wěn)定性，分析了協(xié)同作用產(chǎn)生的原因：降解產(chǎn)生的HCl被葵花子油和金屬皂鹽吸收了，HCl濃度減小同時(shí)降低PVC的脫HCl速度（HCl對(duì)PVC降解有催化作用），提高了PVC的熱穩(wěn)定性。

3.5.2 多羥基類

季戊四醇、木糖醇等多羥基化合物都對(duì)PVC有一定的熱穩(wěn)定作用，是PVC常用的副熱穩(wěn)定劑。

通過(guò)脫氯化氫速率和熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不含重金屬和鋅類熱穩(wěn)定劑的PVC/多羥基化合物熱穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)到200℃，其穩(wěn)定效果與多羥基化合物的類型和羥基數(shù)目有關(guān)，尤其是含端位羥基的多羥基化合物促進(jìn)PVC長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性，吸收降解時(shí)產(chǎn)生的HCl。

3.5.3 其他

亞磷酸鹽、β－二酮、二氫嘧啶，二苯基硫脲、2—苯基吲哚、β—線基丁烯酸酯類、三羥甲基丙烷、硫代月桂酸酐等與主熱穩(wěn)定劑并用也可發(fā)揮協(xié)同作用。等都可作為PVC的輔助熱穩(wěn)定劑，吸收產(chǎn)生的HCl，延緩PVC變色。

4、PVC光穩(wěn)定劑

光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理因自身結(jié)構(gòu)和品種不同而不同，有的能屏蔽紫外線或吸收紫外線并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的熱能；有的可淬滅被紫外線激發(fā)的分子或基團(tuán)的激發(fā)態(tài)，使其回復(fù)到基態(tài)；有的則捕獲因光氧化產(chǎn)生的自由基，抑制光氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行，使高分子材料免遭紫外線的破壞。

聚氯乙烯材料是一種對(duì)紫外線不太敏感的聚合物，但聚氯乙烯中殘留的感光雜質(zhì)、催化劑殘留物或其它光敏添加劑將會(huì)引起聚氯乙烯的降解。聚氯乙烯塑料在日光照射下，由于受日光中290—400納米波長(zhǎng)紫外線的照射，吸收紫外線能量、化學(xué)鍵破壞，并引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使聚氯乙烯塑料性能下降，如降低沖擊強(qiáng)度或使制品變色等。配方中加入紫外線吸收劑便可有效地抑制光降解。因此，聚氯乙烯所用的光穩(wěn)定劑，使用最普遍的是紫外線吸收劑。

聚氯乙烯硬質(zhì)品在紫外線穩(wěn)定方面的要求主要是在戶外建材方面，如護(hù)墻板、百葉窗、窗用型材；軟質(zhì)品主要應(yīng)用于座位外罩、花園園藝軟管和草坪設(shè)施等。

光穩(wěn)定劑的種類和品種很多，用于聚氯乙烯中的主要有二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類和炭黑。常用品種是：UV-9（2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮）、UV-531（2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮）、UV-326[（2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑]、UV-P[2-（2'-羥基-5'-甲基苯基）苯并三唑]、UV-24（2，2'-二羥基-甲氧基二苯甲酮）、三嗪-5[2，4，6-三（2'-羥基-4'-正辛氧基苯基）-1，3，5-三嗪]。

炭黑可以吸收入射光，并將其轉(zhuǎn)化成熱能重新釋放出去而不損壞聚合物。但只能用于深色的聚氯乙烯制品。其用量還取決于制品的顏色，所以炭黑在聚氯乙烯中使用受到制約和限制。

選擇聚氯乙烯用的光穩(wěn)定劑，應(yīng)考慮它們與熱穩(wěn)定劑之間的相互影響，光穩(wěn)定劑的應(yīng)用需以不影響熱穩(wěn)定劑效果為前提。例如，二苯甲酮類光穩(wěn)定劑與鋇-鎘熱穩(wěn)定劑并用時(shí)，會(huì)使軟質(zhì)聚氯乙烯制品泛黃，降低鋇-鎘穩(wěn)定劑的堿性，泛黃現(xiàn)象得以減弱。苯并三唑類光穩(wěn)定劑對(duì)于提高聚氯乙烯的光穩(wěn)定性，特別是對(duì)硬質(zhì)聚氯乙烯是非常有效的。然而在硬質(zhì)聚氯乙烯中某些苯并三唑類光穩(wěn)定劑與硫基錫熱穩(wěn)定劑并用時(shí)形成粉紅色絡(luò)合物。因此，當(dāng)熱穩(wěn)定劑為金屬皂類時(shí)，常選用UV-P，用量為0.2%-0.5%。當(dāng)以硫醇有機(jī)錫為熱穩(wěn)定劑時(shí)，常選用UV-531，用量為0.3-0.5%。在聚氯乙烯農(nóng)用薄膜中，三嗪-5有突出的防老化效果，用量為0.2-0.5%。

5、PVC熱穩(wěn)定劑的目前狀況及發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)入21世紀(jì)后,由于全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格,限制重金屬穩(wěn)定劑的法規(guī)日益加劇,使熱穩(wěn)定劑的生產(chǎn)及消費(fèi)進(jìn)一步向無(wú)毒、低毒、復(fù)合高效方向發(fā)展,無(wú)鉛、無(wú)鎘化已引起發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視,替代產(chǎn)品不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,鉛、鎘(特別是鎘)穩(wěn)定劑的應(yīng)用已呈逐步下降的態(tài)勢(shì)，出現(xiàn)了一些無(wú)毒或者是低毒的熱穩(wěn)定劑(如有機(jī)錫類化合物、鈣\鋅皂鹽、稀土穩(wěn)定劑等)。

盡管近年我國(guó)的復(fù)合型、無(wú)毒和低毒的熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī),但是與世界先進(jìn)水平相比存在許多的不足和較多差距（如品種少，生產(chǎn)規(guī)模小等）。我國(guó)新型熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)PVC工業(yè)的發(fā)展，一些比較高檔的PVC制品所需的熱穩(wěn)定劑還主要依賴于進(jìn)口。我國(guó)PVC工業(yè)的快速發(fā)展，為熱穩(wěn)定劑行業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)保障和廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也對(duì)熱穩(wěn)定劑行業(yè)提出了更高的要求。加強(qiáng)我國(guó)新型熱穩(wěn)定劑研究和開(kāi)發(fā)，應(yīng)該重視一下幾點(diǎn)：（一）加強(qiáng)原有無(wú)鉛無(wú)鎘鈣鋅穩(wěn)定劑的研究和改進(jìn)，提高原有產(chǎn)品質(zhì)量；（二）根據(jù)原料來(lái)源和市場(chǎng)分布，逐步建立相對(duì)集中的大規(guī)模助劑生產(chǎn)廠群；（三）配合其他PVC助劑的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，發(fā)展多元復(fù)合式產(chǎn)品，進(jìn)一步減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，帶動(dòng)“綠色”助劑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本文章摘于“PVC技術(shù)及人才交流”