具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,初期著色性出色,長(zhǎng)期穩(wěn)定性及耐候性優(yōu)良。
兼具增韌和促進(jìn)熔斷作用,塑化流動(dòng)性好。
具有良好的潤(rùn)滑性和獨(dú)特偶聯(lián)作用,賦予填充劑良好的分散性,增進(jìn)與樹脂的包裹,提高制品的色澤鮮艷和牢固度,改善制品外觀,提高制品性能。PVC鈣鋅穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理
PVC各種降解成因
1、氧化分解;
2、無氧情況下增長(zhǎng)大自由基的交聯(lián);
3、光降解;
4、氧化脫氯化氫;
5、輻射降解;
6、加工過程引入的臨界應(yīng)力導(dǎo)致的分子鏈斷。
PVC脫HCl降解
1、PVC鏈上存在活化基團(tuán),通常在100℃以上就容易發(fā)生脫HCl的降解反應(yīng);
2、脫HCl過程是一個(gè)自催化過程,會(huì)引發(fā)大分子鏈連鎖式分解脫HCl;
3、當(dāng)在一個(gè)共軛體系中出現(xiàn)6或7個(gè)多烯結(jié)構(gòu)時(shí),PVC分子吸收紫外光,從而呈現(xiàn)黃色;
4、隨著脫HCl過程的繼續(xù),雙鍵增加,PVC顏色繼續(xù)變深乃至焦化、交聯(lián),z后斷鏈。
穩(wěn)定劑應(yīng)具備的功能
1、能置換分子中活潑的和不穩(wěn)定的氯原子,抑制脫氯化氫反應(yīng);
2、能吸收或中和加工和使用過程中所脫出的HCl,終止其自動(dòng)催化作用;
3、能與聚烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙鍵加成反應(yīng),消除或減緩制品變色;
4、捕捉游離基和吸附離子型雜質(zhì),提高PVC脫HCl的活化能。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(1)
PVC的熱分解是從對(duì)熱敏感的部分放出HCl,在PVC結(jié)構(gòu)中形成雙鍵,由于丙烯氯活性很高,可使反應(yīng)不斷進(jìn)行,繼續(xù)形成共軛雙鍵,成為多烯烴結(jié)構(gòu),引起制品著色。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(2)
當(dāng)鈣鋅復(fù)合時(shí),首先,鋅皂在取代烯丙基氯的同時(shí),伴有雙鍵轉(zhuǎn)移,使得多烯結(jié)構(gòu)破壞,抑制了變色。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(3)
然而ZnCl2會(huì)沉積在PVC中,對(duì)并脫HCl有催化作用,使PVC不穩(wěn)定,甚至黑化引起架橋作用。鈣皂再通過復(fù)分解反應(yīng)把鋅皂與PVC中的穩(wěn)定氯原子作用后生成的ZnCl2再生成鋅皂,從而一方面活化了鋅皂,另一方面又抑制了ZnCl2的破壞作用。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(4)
大量的有機(jī)化合物,他們能極大改善制品的初期著色,故也常用于穩(wěn)定劑中以彌補(bǔ)鈣鋅前期著色的不足。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(5)
在穩(wěn)定劑中也常添加抗氧劑以推遲脫HCl反應(yīng)的發(fā)生。
亞磷酸酯輔助穩(wěn)定劑,一般可與主穩(wěn)定劑配合使用,對(duì)氯化鋅ZnCl2起螯合作用,消弱其活性。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(6)
多元醇類也被采用于鈣鋅PVC穩(wěn)定劑中,多元醇的作用是通過螯合金屬氯化物來抑制劣化,此外多元醇還可在金屬鹽的催化作用下置換烯丙基氯。對(duì)改善鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的初期色相也有較好的效果,但嚴(yán)重的壓析性影響了其應(yīng)用,同時(shí)在絕緣性要求高的PVC制品中的應(yīng)用也受到限制。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(7)
酸吸收劑可以作為PVC的輔助穩(wěn)定劑使用。人們推測(cè)它們能夠在降解反應(yīng)點(diǎn)形成絡(luò)合物并使反應(yīng)點(diǎn)的活性降低,同時(shí)還能夠捕捉具有催化作用的活動(dòng)的HCl,避免脫HCl反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
鈣鋅PVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定機(jī)理(8)
環(huán)氧化合物也常與鈣鋅穩(wěn)定劑并用,起到一定的協(xié)同效應(yīng)。
鈣鋅穩(wěn)定劑組份都有哪些
鈣鋅穩(wěn)定劑通常都與其他助劑復(fù)配以求達(dá)z佳效果,這些助劑稱為輔助穩(wěn)定劑。那么,這些輔助穩(wěn)定劑都有哪些呢?。
1、β-二酮
β-二酮是z廣泛應(yīng)用的輔助穩(wěn)定劑之一。它可與PVC中的烯丙基氯置換從而使PVC不穩(wěn)定成分穩(wěn)定化,形成C-C強(qiáng)有力的結(jié)合,而成為比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。它可與鈣鋅穩(wěn)定劑產(chǎn)生顯著的協(xié)同效應(yīng),從而改善PVC塑料制品的初期、中期著色性。
2、亞磷酸酯
亞磷酸酯屬于輔助抗氧劑,在抗氧劑體系中起著重要作用。在PVC配方中一般認(rèn)為亞磷酸酯主要起螯合劑作用,單獨(dú)使用時(shí)無明顯的穩(wěn)定效果,但同金屬皂并用后,能絡(luò)合金屬氯化物,改善耐熱性和耐候性,保持透明性。
3、多元醇化合物
多元醇作為輔助穩(wěn)定劑的作用機(jī)理與亞磷酸酯、β-二酮類似,都是絡(luò)合生成的氯化鋅,從而延緩PVC的降解過程。這類品種與β-二酮、環(huán)氧化合物、水滑石配合用于軟質(zhì)PVC中,具有極好的協(xié)同作用。
4、抗氧劑
由于PVC的降解遵循無氧條件下的熱降解和有氧條件下的熱氧化理,因此抗氧劑可作為PVC的穩(wěn)定組分,酚類抗氧劑與亞磷酸酯或硫代酯配合,也可以單獨(dú)使用亞磷酸酯,都能顯示出良好的穩(wěn)定作用,而且這種抗氧體系兼具改善初期著色、提高長(zhǎng)期穩(wěn)定性的雙重作用,在配方設(shè)計(jì)中不能忽視。
5、環(huán)氧化合物
環(huán)氧化合物與鈣鋅穩(wěn)定劑具有良好的協(xié)同效應(yīng)。其原理是環(huán)氧大豆油與HC1反應(yīng)生成氯代醇,再與金屬皂反應(yīng)將HC1轉(zhuǎn)移給金屬皂,重新形成環(huán)氧環(huán)。此外,在鋅化合物等路易斯酸存在下,環(huán)氧大豆油能置換烯丙基氯而形成穩(wěn)定的醚化合物。
6、水滑石
鈣鋅穩(wěn)定劑成分中的其中一種高效輔助穩(wěn)定劑,一般認(rèn)為是通過吸收HCL來實(shí)現(xiàn)的,其HCL容量與熱穩(wěn)定時(shí)間基本成線性關(guān)系。機(jī)理分兩步:首先通過交換反應(yīng)將夾層間的陰離子(如CO3-)置換為Cl-,然后層上的氫氧化
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