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PVC熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理
　　1)吸收中和HCL,抑制其自動(dòng)催化作用。這類穩(wěn)定劑包括鉛鹽類、有機(jī)酸金屬皂類、有機(jī)錫化合物、環(huán)氧化合物、酚鹽及金屬硫醇鹽等。它們可與HCL反應(yīng),抑制PVC脫HCL的反應(yīng)。
　　2)置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子抑制脫P(yáng)VC。如有機(jī)錫穩(wěn)定劑與PVC分子的不穩(wěn)定氯原子發(fā)生配位結(jié)合,在配位體中,有機(jī)錫與不穩(wěn)定氯原子置換。
　　3)與多烯結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng),破壞大共軛體系的形成,減少著色。不飽和酸的鹽或酯含有雙鍵,與PVC分子中共軛雙鍵發(fā)生雙烯加成反應(yīng),從而破壞其共軛結(jié)構(gòu),抑制變色。
　　4)捕捉自由基,阻止氧化反應(yīng)。如加入酚類熱穩(wěn)定劑能阻滯脫HCL,是由于酚給出的H原子自由基能與降解的PVC大分子自由基偶合,形成不能與O2反應(yīng)的物質(zhì),而具有熱穩(wěn)定作用。這種熱穩(wěn)定劑可具有一種或兼具幾種作用。
　　理想的PVC熱穩(wěn)定劑應(yīng)是一種多功能物質(zhì),或者是一些材料的混合物,它們能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能:一是置換活潑、不穩(wěn)定的取代基;二是吸收并中和PVC加工過程中放出的HCL,消除HCL的自動(dòng)催化降解作用;三是中和或鈍化對(duì)降解起催化作用的金屬離子及其他有害雜質(zhì);四是通過多種形式的化學(xué)反應(yīng)可阻斷不飽和鍵的繼續(xù)增長(zhǎng),抑制降解著色;五是對(duì)紫外光有防護(hù)屏蔽作用。通常熱穩(wěn)定劑根據(jù)各自的特殊效能配合使用,單獨(dú)使用的情況極少,而且大部分品種是粉末狀,一些是毒性很大的化學(xué)物質(zhì)。為了使用方便,防止粉塵中毒,減小毒性物質(zhì)或代之以無毒性物質(zhì),近年國(guó)內(nèi)外研制出許多種復(fù)合穩(wěn)定劑,例如,的德國(guó)熊牌復(fù)合穩(wěn)定劑系列,美國(guó)、德國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)的有機(jī)錫或復(fù)合有機(jī)錫穩(wěn)定劑,都在中國(guó)占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。因此,全力推廣應(yīng)用我國(guó)研制的具有高效、低成本、無粉塵污染及無毒或低毒性的新型復(fù)合穩(wěn)定劑,是我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展的迫切需要。

　　PVC加工需用熱穩(wěn)定劑原理分析
　　理想的PVC結(jié)構(gòu)是首—尾結(jié)構(gòu)-CH2-CHCl-CH2-CHCl-,是相當(dāng)穩(wěn)定的。但是至今合成PVC的方法還不能像合成順丁橡膠那樣,在齊格爾催化劑的作用下使順丁二烯進(jìn)行定向有規(guī)聚合。
　　氯乙烯的聚合是自由基的無規(guī)聚合,它除了有穩(wěn)定的首—尾結(jié)構(gòu),還有首—首結(jié)構(gòu)-CH2-CHCl-CHCl-CH-,尾—尾結(jié)構(gòu)-CHCl-CH2-CH2-CHCl-;有偶合歧化生成乙烯基結(jié)CH2=CH-CHCl-CH2-結(jié)構(gòu)和烯丙基氯-CH2-CH=CH-CHCl-CH2等。
　　在PVC合成中生成烯丙基氯、叔碳氯和雙鍵等是其分子鏈結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)定因素,不穩(wěn)定順序?yàn)?PVC分子鏈內(nèi)部的烯丙基氯>叔碳氯>端基烯丙基氯>仲氯。PVC加工時(shí)易于降解正是因?yàn)镻VC分子鏈的結(jié)構(gòu)中存在著不穩(wěn)定因素,如不進(jìn)行穩(wěn)定化改性,其分解溫度為130℃左右,但要將PVC樹脂加工成有用的制品,成型溫度要在190℃以上。因此,必須添加熱穩(wěn)定劑對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定化改進(jìn)。

　　各類熱穩(wěn)定劑受熱變色評(píng)析
　　理想的熱穩(wěn)定劑應(yīng)同時(shí)具有吸收HCL、消除活性部位、向共軛多烯鏈加成、破壞碳正離子鹽、防止自動(dòng)氧化等功能,而又不產(chǎn)生對(duì)PVC降解有催化作用的產(chǎn)物。實(shí)際的熱穩(wěn)定劑因具有不同的功能而表現(xiàn)出不同的熱穩(wěn)定特性,大致可分為初期型、長(zhǎng)期型、中間型和全能型四類。

　　1)鎘、鋅皂屬典型的初期型熱穩(wěn)定劑,能快速吸收HCL,并在Cd、Zn的催化下有效地以羧酸根取代PVC鏈上的不穩(wěn)定氯原子,從而有效抑制初期降解和著色,但因其消耗快而轉(zhuǎn)化產(chǎn)物CdC12、ZnC12,又是PVC脫HCL的高效催化劑,因而會(huì)引發(fā)PVC惡性降解使物料突然變黑,因此長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性差。
　　2)鋇、鈣皂屬典型的長(zhǎng)期型熱穩(wěn)定劑,只有吸收HCL的功能,因此不能有效抑制PVC著色,但因轉(zhuǎn)化產(chǎn)物BaC12、CaC12不具催化活性,不會(huì)引起PVC突然變黑,長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性較好。
　　3)脂肪酸有機(jī)錫屬中間型,既能吸收HCL,又能有效地以羧酸根取代PVC鏈上的不穩(wěn)定氯原子,并且轉(zhuǎn)化產(chǎn)物不具催化活性。
　　4)硫醇有機(jī)錫則具有全能型特征,能同時(shí)以各種機(jī)制穩(wěn)定PVC,轉(zhuǎn)化產(chǎn)物也不具催化活性,因此兼具優(yōu)異的初期和長(zhǎng)期熱穩(wěn)定效果。

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