熱穩(wěn)定劑一般都應用在那些地方?
應用編輯軟質制品:主要是混合金屬穩(wěn)定劑,因為它們的成本較低,并且加入增塑劑后容易加工。加工時采用的溫度恰好與發(fā)揮混合金屬最大穩(wěn)定性的溫度相吻合。
由于鉛的毒性和環(huán)境問題,在大多數(shù)通用場合鋇一鋅和鈣一鋅穩(wěn)定劑正在迅速取代更有效的鋇一鉛配方。能夠提供與鉛體系相近的加工穩(wěn)定性的新型共穩(wěn)定劑正不斷開發(fā)出來,以實現(xiàn)無鉛穩(wěn)定劑。這種情況的出現(xiàn)是由于政府法規(guī)和廢物處理的高費用。
鈣一鋅穩(wěn)定劑與食品級的亞磷酸酯和輔助組份的組合在食品包裝膜方面得到了應用。
使用的增塑劑在大多數(shù)軟質制品中,使用的增塑劑含有環(huán)氧化酯,如環(huán)氧甘油酯、環(huán)氧脂肪酯。環(huán)氧化物與氯化氫反應而作為輔助穩(wěn)定劑。
由于鉛化合物獨特的電性能,在電線電纜包覆市場中占優(yōu)勢,一些混合金屬在包覆應用中作為輔助穩(wěn)定劑。
硬質制品:在北美的硬質PVC制品市場上,盡管也有一些錯、混合金屬、流基銻酯類使用,但大多數(shù)是采用含有機錫的穩(wěn)定劑。在世界的其它地區(qū),特別是當用作異型材時,鉛穩(wěn)定劑正逐步取代鋇一幅穩(wěn)定劑,這是由于上面談到的鍋的問題。但是,由于潛在的環(huán)境因素,在這些應用領域中正逐步用鈣一鋅和有機錫來取代鉛。
管材:硬質PVC管材是PVC獨有的最大的市場,大多數(shù)管材是在雙螺桿擠出機上加工的。由于受熱時間短,因而采用了較低濃度的流基有機錫穩(wěn)定劑。這些管材級穩(wěn)定劑可含有少至4—10%的錫,使用量通常為每100份聚合物用0.4份(雙螺桿擠出時),而單螺桿擠出時為0.6—1.0份。用于飲用水管的穩(wěn)定劑必須符合獨立認證機構的要求。
注塑:隨著往復移動螺桿注塑模具對合適樹脂的要求的出現(xiàn),已成功地開發(fā)了高效穩(wěn)定劑并制得非常大的部件(35磅)。
雖然樹脂的分子量越低,加工也越易,但注塑模具的高剪切通常需要含14%一25%錫的有機錫流基酯。
吹模:恰當?shù)剡x擇有機錫對于吹模來說是非常關鍵的,這是因為起始就有的顏色、香料、透明性的附加要求,在通用制品中起決定性作用的是硫酸丁基錫酯和硫酸甲基錫酯。盡管甲基錫和酯錫也有FDA的許可,但在食品級應用中主要使用辛基錫。
膜材和片材:擠出和壓延都被用來加工硬質PVC膜材和片材,通常對于膜材和片材采用與瓶子使用的一樣的穩(wěn)定劑。
披迭板及外型材:對于用于披迭板及窗戶外框材料的PVC的穩(wěn)定劑,耐候性和保持顏色的耐久性是額外的要求。長期的研究已確定了這些用途的最佳有機錫結構。
在北美單/雙有機錫硫酸鹽是現(xiàn)行首選的穩(wěn)定劑,而在傳統(tǒng)上一直使用金屬混合物的歐洲其吸引力也在增大。
在北美,高添加量的二氧化鈦用于很好地防止紫外線。這一事實再加上較高的生產率,均要求有機錫提供更優(yōu)良的加工穩(wěn)定性.
熱穩(wěn)定劑消費現(xiàn)況編輯熱穩(wěn)定劑在各國的消費結構不盡相同,在美國,復合穩(wěn)定劑占總消費量的40%-50%,有機錫占近40%。熱穩(wěn)定劑中,無鎘、低鉛、無塵化及代替鉛鹽成為該行業(yè)的發(fā)展重點。環(huán)保法規(guī)的要求嚴格化正推動著熱穩(wěn)定劑的改變,為了保護人類的生存環(huán)境,許多國家已通過法律限制有毒的重金屬類在PVC加工中的應用。歐洲PVC熱穩(wěn)定劑生產商已經做出承諾,到2010年含鉛熱穩(wěn)定劑用量將減半,到2015年全面實現(xiàn)無鉛化。歐洲許多國家正在使用基于有機錫或基于鈣-鋅的替代物代替。歐洲鉛穩(wěn)定劑用量將從1999年12萬噸/年減少到2010年8萬噸/年。預計亞太地區(qū)含鉛熱穩(wěn)定劑需求量也將大幅降低。包括基于有機錫系統(tǒng)(OBS)在內的新穩(wěn)定劑已在美國廣泛應用。
熱穩(wěn)定劑作用機理編輯如要防止或延緩像PVC類的聚合材料的熱老化,要么消除高分子材料中熱降解的引發(fā)源,如PVC中烯丙基氯結構和不飽和鍵;要么消除所有對非鏈斷裂熱降解反應具有催化作用的物質,如由PVC上解脫下來的氯化氫等,才能阻止或延緩此類聚合材料的熱降解。因此所選擇和使用的熱穩(wěn)定劑應具有以下的功能:
①能置換高分子鏈中存在的活潑原子(如,PVC中烯丙位的氯原子),以得到更為穩(wěn)定的化學鍵和減小引發(fā)脫氯化氫反應的可能性;
?、谀軌蜓杆俳Y合脫落下來的氯化氫,抑制其自動催化作用;
?、弁ㄟ^與高分子材料中所存在的不飽和鍵進行加成反應而生成飽和的高分子鏈,以提高該合成材料熱穩(wěn)④能抑制聚烯結構的氧化與交聯(lián);
?、輰酆喜牧暇哂杏H和力,而且是無毒或低毒的;
?、薏慌c聚合材料中已存在的添加劑,如增塑劑、填充劑和顏料等發(fā)生作用。
當前使用的熱穩(wěn)定劑并不能完全滿足上述的要求,所以在使用過程中必須結合不同聚合材料的特點來選用不同性能的熱穩(wěn)定劑。有時還必須與抗氧劑,光穩(wěn)定劑等添加劑配合使用,以減小氧化老化的可能。
定性,鹽基性鉛鹽是通過捕獲脫落下來的氯化氫而抑制了它的自動催化作用。
脂肪酸皂類一方面可以捕獲脫落下來的氯化氫,另一方而是能置換PVC中存在的烯丙基氯中的氯原子,生成比較穩(wěn)定的酯,從而消除了聚合材料中脫氯化氫的引發(fā)源。
有機錫化合物首先與PVC分子鏈上的氯原子配位,在配位體電場中存在于高分子鏈上的活潑氯原子與Y基團(有機錫化合物中酸的基團)進行交換,從而抑制了PVC脫氯化氫的熱降解反應。