PVC在高溫下加工,極易放出HCL,形成不穩(wěn)定的聚烯結(jié)構(gòu)。同時,HCL具有自催化作用,會使PVC進一 步降解。另外,如果有氧存在或有鐵、鋁、鋅、錫、銅和鎘等離子存在,都會對PVC降解起催化作用,加速其老化。因此塑料將出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象,如變色、變 形、龜裂、機械強度下降、電絕緣性能下降、發(fā)脆等。為了解決這些問題,配方中必須加入穩(wěn)定劑,尤其熱穩(wěn)定劑更是必不可少。PVC用的穩(wěn)定劑包括熱穩(wěn)定劑、 抗氧劑、紫外線吸收劑和螯合劑。配方設計時根據(jù)制品使用要求和加工工藝要求選用不同品種,不同數(shù)量的穩(wěn)定劑。
(一)熱穩(wěn)定劑 熱穩(wěn)定劑必須能夠捕捉PVC樹脂放出的具有自催化作用的HCL,或是能夠與PVC樹脂產(chǎn)生的不穩(wěn)定聚烯結(jié)構(gòu)起加成反映,以阻止或減輕PVC樹脂的分解。一般在配方中選用的熱穩(wěn)定劑的特點、功能與制品的要求來考慮。例如:
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,價廉等特點。但是其毒性較大,易污染制品,只能生產(chǎn)不透明制品。近年來復合穩(wěn)定 劑大量現(xiàn),單組分的穩(wěn)定劑已有被取代的危險。復合穩(wěn)定劑的特點是專用性強,污染小,加工企業(yè)配料簡便等優(yōu)點。但由于無統(tǒng)一的標準,所以各家的復合穩(wěn)定劑差 異很大。
鋇鎘類穩(wěn)定劑是性能較好的一類熱穩(wěn)定劑。在PVC農(nóng)膜中使用較廣。通常是鋇鎘鋅和有機亞磷酸酯及抗氧劑并用。
鈣鋅類穩(wěn)定劑可作為無毒穩(wěn)定劑,用在食品包裝與醫(yī)療器械、藥品包裝,但其穩(wěn)定性相對教低,鈣類穩(wěn)定劑用量大時透明度差,易噴霜。鈣鋅類穩(wěn)定劑一般多用多元醇和抗氧劑來提高其性能,近已經(jīng)國內(nèi)已經(jīng)有用于硬質(zhì)管材的鈣鋅復合穩(wěn)定劑出現(xiàn)。
有機錫類熱穩(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毒包裝制品不可缺少的穩(wěn)定劑,但其價格較貴。
環(huán)氧類穩(wěn)定劑通常作為輔助穩(wěn)定劑。這類穩(wěn)定劑與鋇鎘鈣鋅類穩(wěn)定劑并用時能提高光與熱的穩(wěn)定性,其缺點是易滲出。作輔助穩(wěn)定劑的還有多元醇,有機亞磷酸酯類能。
近年來還出現(xiàn)了稀土類穩(wěn)定劑和水滑石系穩(wěn)定劑,稀土類穩(wěn)定劑主要特點是加工性能優(yōu)良,而水滑石則是無毒穩(wěn)定劑。
(二)抗氧劑 PVC制品在加工使用過程中,因受熱、紫外線的作用發(fā)生氧化,其氧化降解與產(chǎn)生游離基有關。主抗氧劑是鏈斷裂終止劑或稱游離基消除劑。其主要作用是與游離 基結(jié)合,形成穩(wěn)定的化合物,使連鎖反應終止,PVC用主抗氧劑一般是雙酚A。還有輔助抗氧劑或過氧化氫分解劑,PVC輔助抗氧劑為亞磷酸三苯酯與亞磷酸苯 二異辛酯。主輔抗氧劑并用可發(fā)揮協(xié)同作用。
(三)紫外線吸收劑 在戶外使用的PVC制品,因受到它敏感波長范圍的紫外線照射,PVC分子成激發(fā)態(tài),或其化學鍵被破壞,引起游離基鏈式反應,促使PVC降解與老化。為了提 高抗紫外線的能力,常加入紫外線吸收劑。PVC常用的紫外線吸收劑有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果好,但因 呈黃色使薄膜略帶黃色,加入少量酞菁藍可以改善。在PVC農(nóng)膜中常用UV-9,一般用量0.2~0.5份。屬水楊酸類的TBS、BAD與OBS作用溫和, 與抗氧劑配合使用,會得到很好的耐老化效果。對于非透明制品,一般通過添加遮光的金紅石型鈦白粉來改善耐候性,這時如果再添加紫外線吸收劑,則需要很大用 量,不十分合算。
(四)螯合劑 在PVC塑料穩(wěn)定體系中,常加入的亞磷酸酯類不僅是輔助抗氧劑,而且也起螯合劑的作用。它能與促使PVC脫HCL的有害金屬離子生成金屬絡和物。常用的亞 磷酸酯類有亞磷酸三苯酯、亞磷酸苯二異辛酯與亞磷酸二苯辛酯。在PVC農(nóng)膜中,一般用量0.5~1份,單獨用時初期易著色,熱穩(wěn)定性也不好,一般與金屬皂 類并用。
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