(聚乙烯蜡)稀土稳定剂及其在PVC中的应用
(聚乙烯蜡)稀土稳定剂及其在PVC中的应用
聚氯乙烯是一种用途广泛的通用树脂,但其分子结构不稳定,在光和热的作用下灰发生氯化氢的降解反应,这可以通过加入热稳定剂来避免。热稳定剂是为了消除或减缓树脂中的不饱和健在一定温度下发生的自身加成反应或者氧化反应,进而防 止树脂结构和性能发生变化的助剂,其主要功能是抑 制树脂加工时的热降解,以及制品在长期使用过程中的老化。
目前,PVC热稳定剂主要有铅盐类、有 机锡类、金属皂类以及稀土类热稳定剂等。其中铅盐类热稳定剂长期热稳定性好、价格便宜,但有毒且是积累中毒,有 机锡类热稳定剂的热稳定性好,可用于透明制品,单加工过程中有刺激性味道,价格昂贵,缺乏竞争力,金属皂类热稳定剂中铅皂、镉皂稳定好,但有毒,钙皂、钡皂初期热稳定性差,锌皂长期热稳定性较好,但持久性差,易发生“锌烧”现象。研究开发新型无 毒、高效、价廉的新型热稳定剂成为一个重要的课题。
稀土稳定剂具有优异的热稳定功能,兼具促进熔融、偶联、内增塑、增韧以及增艳等功能。稀土热稳定剂具有独 特的“偶联”性,由于这个特点,使它在加工时显现为具有加工助剂及内润滑的特征,能促进树脂塑化,在制品腮红显出优异的抗冲击改性剂的功 效,增加PVC的韧性,符合当今PVC制品无 毒、无污染、高效的发展需求,因而成为人们关注,显示出良好的发展前景。
1.PVC稀土热稳定剂的作用机理
关于稀土稳定剂对PVC的稳定机理虽然有很多的报道,单扔处于探索阶段。目前普遍认为的机理主要包括吸附中和HCI机理和捕捉游离基机理。
(1)吸附中和HCI机理。根据三盐吸附中和HCI的热稳定机理,PVC脱HCI的速度是温度的函数,当达成形加工温度时,脱HCI的速度明显增 大。由于三盐偏碱性,根据它的分子结构特点,首先对母体脱出的HCI分子进行化学吸附,形成氢键,在进行化学反应形成氯基硫酸铅络盐。这样就阻止了HCI分子在热成型体系中对母体分子的冲击,延 缓了PVC的热分解,使热加工成型顺利进行。当用稀土稳定剂进行热成型时,观察到制品的颜色随成型加工温度的升高由玫瑰色向棕红色转变,这种颜色的变化绝不是由PVC的降解着色所导致的。因为从红外光谱曲线的分析中得知,加入稀土稳定剂的谱线与加入三盐的谱线没有根本的变化,并且前者C-CI键、自由羧基-OH的震动减弱。从热重曲线中得知,加入稀土稳定剂的试样因生成了稳定基团而使热重曲线向高温方向偏移。
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