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慧聪网塑料讯: 聚氯乙烯(PVC)以其低廉的价格和优异的性能而广泛地用于绝缘材料和日用塑料制品。近年来,世界对PVC的总需求量仍出现稳定的增长态势[l]。但由于PVC分子链存在结构缺陷,加热至110℃时会脱出氯化氢,放出的氯化氢又会加速PVC分解。因此PVC在加工温度160~200℃时会发生明显降解,引起产品变色和制品机械性能等的下降,影响使用寿命。为了防止PVC在加工过程中发生降解,需要加入热稳定剂。常用的热稳定剂有铅盐类、金属皂类、稀土类、有机锡等。本文介绍了热稳定剂的种类及其发展趋势。
2热稳定剂的研究进展
2.1铅盐类热稳定剂
铅盐类热稳定剂是PVC最早使用的热稳定剂,现在仍被大量使用。铅盐类热稳定剂一般都具有很强的结合氯化氢的能力,形成的氯化铅等产物稳定并且对PVC脱氯化氢没有促进作用。铅盐类热稳定剂长期稳定性好,电气性能优越,并且价格低廉、原料易得,大量应用于制造绝缘制品和不透明制品。铅盐类稳定剂主要品种有:①三碱式硫酸铅,俗称三盐,分子式为3PbO·PbSO4·H20;②二碱式亚磷酸铅,俗称二盐,分子式为2PbO·PbHPO3·1/2H2O;③二碱式硬脂酸铅,分子式为2PbO·CH3(CH2)l6COO]2Pb,一般常和三盐、二盐并用。除此之外,还有一些其它铅盐,如富马酸铅、氰脲酸铅、邻苯二甲酸铅、碳酸铅等[2]。
由于铅盐类稳定剂大多数有毒,对生产工人及环境造成危害,因此,各国政府对铅盐稳定剂的使用提出了愈来愈多的限制,近年来用量呈下滑趋势。
2.2金属皂类热稳定剂
所谓金属皂主要指金属同高级脂肪酸形成的盐。PVC热稳定剂的金属皂中,金属一般为Ca、Ba、Cd、zn、Pb、Mg等,常用脂肪酸为硬脂酸。金属皂热稳定剂热稳定性不如铅盐,但具有润滑性,除Cd和Pb类外都无毒,除Pb外都透明,无硫化污染,广泛应用于无毒、透明的PVC软质树脂。
张军等[3]研究了金属皂类热稳定剂硬脂酸钙、硬脂脂锌、硬脂酸钡在软质PVC体系中单独使用、两两混合、三者混合使用时的热性能以及协同稳定性能。结果表明:在软质PVC体系中单独使用金属皂类热稳定剂时软质PVC的热稳定性能不好;两两混合时硬脂酸锌/硬脂酸钡按1:2混合和硬脂酸锌/硬脂酸钙按1:2混合时软质PVC体系热稳定性能比硬脂酸锌/硬脂酸钡按1:1和2:1以及硬脂酸锌/硬脂酸钙按1:1、2:1、1:3、3:1混合时要好;三者混合时硬脂酸钙/硬脂酸锌/硬脂酸钡按1:1:1混合时软质PVC体系热稳定性能较好,比两两混合使用时好,同时能有效的抑制软质PVC体系初期着色现象,是软质PVC体系的较佳热稳定剂。许家友[4]等通过红外光谱、广角x射线衍射和DSC等研究了硬脂酸钙一硬脂酸锌的结构,结果表明硬脂酸钙与硬脂酸锌形成了复合物。动态热稳定实验结果表明,硬脂酸钙一硬脂酸锌复合物对聚氯乙烯的稳定化具有明显的协同作用,聚氯乙烯热稳定时间得到明显提高。
2.3有机锡热稳定剂
有机锡热稳定剂是PVC最佳热稳定剂,其优点为热稳定性、耐候性、初期着色性、低毒性、透明性优异,缺点为价格稍高,润滑性一般。