Czym są stabilizatory PVC

Stabilizatory PVCsą dodatkami stosowanymi w celu poprawy stabilności termicznej polichlorku winylu (PVC) i jego kopolimerów. W przypadku tworzyw sztucznych PVC, jeśli temperatura przetwarzania przekroczy 160℃, nastąpi rozkład termiczny i powstanie gaz HCl. Jeśli nie zostanie on powstrzymany, rozkład termiczny ulegnie dalszemu pogorszeniu, wpływając na rozwój i zastosowanie tworzyw sztucznych PVC.

Badania wykazały, że jeśli tworzywa sztuczne PVC zawierają niewielkie ilości soli ołowiowej, mydła metalicznego, fenolu, aromatycznej aminy i innych zanieczyszczeń, ich przetwarzanie i stosowanie nie ulegnie zmianie, jednak ich rozkład termiczny można w pewnym stopniu złagodzić. Badania te promują tworzenie i ciągły rozwój stabilizatorów PVC.

Do powszechnych stabilizatorów PVC należą stabilizatory organotynowe, stabilizatory soli metalicznych i stabilizatory soli nieorganicznych. Stabilizatory organotynowe są szeroko stosowane w produkcji produktów PVC ze względu na ich przejrzystość, dobrą odporność na warunki atmosferyczne i kompatybilność. Stabilizatory soli metalicznych zazwyczaj wykorzystują sole wapnia, cynku lub baru, które mogą zapewnić lepszą stabilność termiczną. Stabilizatory soli nieorganicznych, takie jak trójzasadowy siarczan ołowiu, dwuzasadowy fosforyn ołowiu itp., mają długoterminową stabilność termiczną i dobrą izolację elektryczną. Wybierając odpowiedni stabilizator PVC, należy wziąć pod uwagę warunki stosowania produktów PVC i wymagane właściwości stabilności. Różne stabilizatory będą miały wpływ na wydajność produktów PVC fizycznie i chemicznie, dlatego w celu zapewnienia przydatności stabilizatorów wymagane są ścisłe formuły i testy. Szczegółowe wprowadzenie i porównanie różnych stabilizatorów PVC przedstawia się następująco:

Stabilizator organocynowy:Stabilizatory organocynowe są najskuteczniejszymi stabilizatorami dla produktów z PVC. Ich związki są produktami reakcji tlenków organocynowych lub chlorków organocynowych z odpowiednimi kwasami lub estrami.

Stabilizatory cynoorganiczne dzielą się na zawierające siarkę i bezsiarkowe. Stabilność stabilizatorów zawierających siarkę jest znakomita, ale występują problemy ze smakiem i krzyżowym przebarwieniem, podobnie jak w przypadku innych związków zawierających siarkę. Stabilizatory cynoorganiczne bez siarki są zwykle oparte na kwasie maleinowym lub estrach kwasu półmaleinowego. Podobnie jak stabilizatory metylocynowe, są mniej skutecznymi stabilizatorami cieplnymi o lepszej stabilności świetlnej.

Stabilizatory organocynowe stosuje się głównie w opakowaniach żywności i innych przezroczystych produktach z PVC, takich jak przezroczyste węże.

Stabilizatory ołowiane:Do typowych stabilizatorów ołowiu zaliczają się następujące związki: dwuzasadowy stearynian ołowiu, uwodniony trójzasadowy siarczan ołowiu, dwuzasadowy ftalan ołowiu i dwuzasadowy fosforan ołowiu.

Jako stabilizatory ciepła związki ołowiu nie uszkadzają doskonałych właściwości elektrycznych, niskiej absorpcji wody i odporności na warunki atmosferyczne na zewnątrz materiałów PVC. Jednakże,stabilizatory ołowiowemają wady takie jak:

- Posiadanie toksyczności;

- Zanieczyszczenie krzyżowe, zwłaszcza siarką;

- Generowanie chlorku ołowiu, który będzie tworzył smugi na gotowych produktach;

- Wysoki współczynnik, skutkujący niezadowalającym stosunkiem wagi do objętości.

- Stabilizatory ołowiane często sprawiają, że produkty z PVC stają się natychmiast nieprzezroczyste i szybko odbarwiają się po dłuższym podgrzaniu.

Pomimo tych wad stabilizatory ołowiane są nadal powszechnie stosowane. Do izolacji elektrycznej preferowane są stabilizatory ołowiane. Korzystając z ich ogólnego efektu, powstaje wiele elastycznych i sztywnych produktów z PVC, takich jak zewnętrzne warstwy kabli, nieprzezroczyste twarde płyty z PVC, twarde rury, sztuczne skóry i wtryskiwacze.

Stabilizatory soli metalicznych: Mieszane stabilizatory soli metalicznejsą agregatami różnych związków, zazwyczaj zaprojektowanymi zgodnie ze specyficznymi zastosowaniami PVC i użytkownikami. Ten rodzaj stabilizatora ewoluował od dodania bursztynianu baru i kwasu palmowego kadmowego do fizycznego mieszania mydła barowego, mydła kadmowego, mydła cynkowego i organicznego fosforynu z przeciwutleniaczami, rozpuszczalnikami, rozcieńczalnikami, plastyfikatorami, barwnikami, absorberami UV, rozjaśniaczami, środkami kontrolującymi lepkość, środkami smarnymi i sztucznymi aromatami. W rezultacie istnieje wiele czynników, które mogą wpływać na działanie końcowego stabilizatora.

Stabilizatory metalowe, takie jak bar, wapń i magnez, nie chronią wczesnego koloru materiałów PVC, ale mogą zapewnić długotrwałą odporność na ciepło. Materiał PVC stabilizowany w ten sposób początkowo jest żółty/pomarańczowy, następnie stopniowo zmienia się na brązowy, a na końcu na czarny po stałym ogrzewaniu.

Stabilizatory kadmowe i cynkowe były używane po raz pierwszy, ponieważ są przezroczyste i mogą zachować oryginalny kolor produktów z PVC. Długoterminowa stabilność termiczna zapewniana przez stabilizatory kadmowe i cynkowe jest znacznie gorsza niż ta oferowana przez stabilizatory barowe, które mają tendencję do nagłej całkowitej degradacji z niewielkimi lub żadnymi oznakami.

Oprócz współczynnika stosunku metali, wpływ stabilizatorów soli metalicznych jest również związany z ich związkami solnymi, które są głównymi czynnikami wpływającymi na następujące właściwości: smarowność, ruchliwość, przezroczystość, zmianę koloru pigmentu i stabilność termiczną PVC. Poniżej znajduje się kilka powszechnych mieszanych stabilizatorów metali: 2-etylokapronian, fenolan, benzoesan i stearynian.

Stabilizatory soli metalicznych są powszechnie stosowane w miękkich produktach z PVC oraz przezroczystych miękkich produktach z PVC, takich jak opakowania żywności, wyroby medyczne i opakowania farmaceutyczne.