熱穩(wěn)定劑一般都應(yīng)用在那些地方?
應(yīng)用編輯軟質(zhì)制品:主要是混合金屬穩(wěn)定劑,因?yàn)樗鼈兊某杀据^低,并且加入增塑劑后容易加工。加工時(shí)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(wèn)題,在大多數(shù)通用場(chǎng)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(kāi)發(fā)出來(lái),以實(shí)現(xiàn)無(wú)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(fèi)用。
鈣一鋅穩(wěn)定劑與食品級(jí)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(yīng)用。
使用的增塑劑在大多數(shù)軟質(zhì)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(yīng)而作為輔助穩(wěn)定劑。
由于鉛化合物獨(dú)特的電性能,在電線(xiàn)電纜包覆市場(chǎng)中占優(yōu)勢(shì),一些混合金屬在包覆應(yīng)用中作為輔助穩(wěn)定劑。
硬質(zhì)制品:在北美的硬質(zhì)PVC制品市場(chǎng)上,盡管也有一些錯(cuò)、混合金屬、流基銻酯類(lèi)使用,但大多數(shù)是采用含有機(jī)錫的穩(wěn)定劑。在世界的其它地區(qū),特別是當(dāng)用作異型材時(shí),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(wèn)題。但是,由于潛在的環(huán)境因素,在這些應(yīng)用領(lǐng)域中正逐步用鈣一鋅和有機(jī)錫來(lái)取代鉛。
管材:硬質(zhì)PVC管材是PVC獨(dú)有的最大的市場(chǎng),大多數(shù)管材是在雙螺桿擠出機(jī)上加工的。由于受熱時(shí)間短,因而采用了較低濃度的流基有機(jī)錫穩(wěn)定劑。這些管材級(jí)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(shí)),而單螺桿擠出時(shí)為0.6—1.0份。用于飲用水管的穩(wěn)定劑必須符合獨(dú)立認(rèn)證機(jī)構(gòu)的要求。
注塑:隨著往復(fù)移動(dòng)螺桿注塑模具對(duì)合適樹(shù)脂的要求的出現(xiàn),已成功地開(kāi)發(fā)了高效穩(wěn)定劑并制得非常大的部件(35磅)。
雖然樹(shù)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(jī)錫流基酯。
吹模:恰當(dāng)?shù)剡x擇有機(jī)錫對(duì)于吹模來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的,這是因?yàn)槠鹗季陀械念伾?、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(jí)應(yīng)用中主要使用辛基錫。
膜材和片材:擠出和壓延都被用來(lái)加工硬質(zhì)PVC膜材和片材,通常對(duì)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(duì)于用于披迭板及窗戶(hù)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(zhǎng)期的研究已確定了這些用途的最佳有機(jī)錫結(jié)構(gòu)。
在北美單/雙有機(jī)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(xiàn)。這一事實(shí)再加上較高的生產(chǎn)率,均要求有機(jī)錫提供更優(yōu)良的加工穩(wěn)定性.
熱穩(wěn)定劑消費(fèi)現(xiàn)況編輯熱穩(wěn)定劑在各國(guó)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)不盡相同,在美國(guó),復(fù)合穩(wěn)定劑占總消費(fèi)量的40%-50%,有機(jī)錫占近40%。熱穩(wěn)定劑中,無(wú)鎘、低鉛、無(wú)塵化及代替鉛鹽成為該行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。環(huán)保法規(guī)的要求嚴(yán)格化正推動(dòng)著熱穩(wěn)定劑的改變,為了保護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境,許多國(guó)家已通過(guò)法律限制有毒的重金屬類(lèi)在PVC加工中的應(yīng)用。歐洲PVC熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)商已經(jīng)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(shí)現(xiàn)無(wú)鉛化。歐洲許多國(guó)家正在使用基于有機(jī)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(wàn)噸/年減少到2010年8萬(wàn)噸/年。預(yù)計(jì)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(jī)錫系統(tǒng)(OBS)在內(nèi)的新穩(wěn)定劑已在美國(guó)廣泛應(yīng)用。
熱穩(wěn)定劑作用機(jī)理編輯如要防止或延緩像PVC類(lèi)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(jié)構(gòu)和不飽和鍵;要么消除所有對(duì)非鏈斷裂熱降解反應(yīng)具有催化作用的物質(zhì),如由PVC上解脫下來(lái)的氯化氫等,才能阻止或延緩此類(lèi)聚合材料的熱降解。因此所選擇和使用的熱穩(wěn)定劑應(yīng)具有以下的功能:
?、倌苤脫Q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(xué)鍵和減小引發(fā)脫氯化氫反應(yīng)的可能性;
?、谀軌蜓杆俳Y(jié)合脫落下來(lái)的氯化氫,抑制其自動(dòng)催化作用;
?、弁ㄟ^(guò)與高分子材料中所存在的不飽和鍵進(jìn)行加成反應(yīng)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(jié)構(gòu)的氧化與交聯(lián);
?、輰?duì)聚合材料具有親和力,而且是無(wú)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(dāng)前使用的熱穩(wěn)定劑并不能完全滿(mǎn)足上述的要求,所以在使用過(guò)程中必須結(jié)合不同聚合材料的特點(diǎn)來(lái)選用不同性能的熱穩(wěn)定劑。有時(shí)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(guò)捕獲脫落下來(lái)的氯化氫而抑制了它的自動(dòng)催化作用。
脂肪酸皂類(lèi)一方面可以捕獲脫落下來(lái)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(jī)錫化合物首先與PVC分子鏈上的氯原子配位,在配位體電場(chǎng)中存在于高分子鏈上的活潑氯原子與Y基團(tuán)(有機(jī)錫化合物中酸的基團(tuán))進(jìn)行交換,從而抑制了PVC脫氯化氫的熱降解反應(yīng)。