Czym są stabilizatory PVC

Stabilizatory PVCTo dodatki stosowane w celu poprawy stabilności termicznej polichlorku winylu (PCW) i jego kopolimerów. W przypadku tworzyw sztucznych PCW, jeśli temperatura przetwarzania przekroczy 160°C, nastąpi rozkład termiczny i wydzielanie się gazowego HCl. Jeśli nie zostaną one zahamowane, rozkład termiczny będzie się jeszcze bardziej nasilać, co wpłynie na rozwój i zastosowanie tworzyw sztucznych PCW.

Badania wykazały, że jeśli tworzywa PVC zawierają niewielkie ilości soli ołowiowej, mydła metalicznego, fenolu, aminy aromatycznej i innych zanieczyszczeń, ich przetwarzanie i zastosowanie nie ulegnie pogorszeniu, jednak rozkład termiczny można w pewnym stopniu ograniczyć. Badania te sprzyjają opracowywaniu i ciągłemu rozwojowi stabilizatorów PVC.

Do popularnych stabilizatorów PVC należą stabilizatory cynoorganiczne, stabilizatory na bazie soli metalicznych oraz stabilizatory na bazie soli nieorganicznych. Stabilizatory cynoorganiczne są szeroko stosowane w produkcji wyrobów z PVC ze względu na ich transparentność, dobrą odporność na warunki atmosferyczne i kompatybilność. Stabilizatory na bazie soli metalicznych zazwyczaj wykorzystują sole wapnia, cynku lub baru, które zapewniają lepszą stabilność termiczną. Stabilizatory na bazie soli nieorganicznych, takie jak trójzasadowy siarczan ołowiu, dwuzasadowy fosforyn ołowiu itp., charakteryzują się długotrwałą stabilnością termiczną i dobrą izolacją elektryczną. Wybierając odpowiedni stabilizator PVC, należy wziąć pod uwagę warunki stosowania produktów PVC oraz wymagane właściwości stabilności. Różne stabilizatory wpływają na właściwości fizyczne i chemiczne produktów PVC, dlatego w celu zapewnienia ich przydatności wymagane jest ścisłe opracowanie receptur i przeprowadzenie rygorystycznych testów. Poniżej przedstawiono szczegółowe wprowadzenie i porównanie różnych stabilizatorów PVC:

Stabilizator organotynowy:Stabilizatory cynoorganiczne są najskuteczniejszymi stabilizatorami dla produktów z PCW. Ich związki powstają w wyniku reakcji tlenków lub chlorków cynoorganicznych z odpowiednimi kwasami lub estrami.

Stabilizatory cynoorganiczne dzielą się na zawierające siarkę i bezsiarkowe. Stabilizatory zawierające siarkę charakteryzują się znakomitą stabilnością, ale występują problemy ze smakiem i przebarwieniami, podobnie jak w przypadku innych związków zawierających siarkę. Stabilizatory cynoorganiczne bezsiarkowe są zazwyczaj oparte na kwasie maleinowym lub estrach kwasu maleinowego.stabilizatory metylocynowesą mniej skutecznestabilizatory cieplnez lepszą stabilnością światła.

Stabilizatory organotynowe stosowane są głównie do opakowań żywności i innych przezroczystych produktów z PVC, np. przezroczystych węży.

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 cieplne, związki ołowiu nie wpływają negatywnie na doskonałe właściwości elektryczne, niską absorpcję wody i odporność materiałów PVC na warunki atmosferyczne. Jednakże,stabilizatory ołowianemają 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 ołowiowe są nadal powszechnie stosowane. W przypadku izolacji elektrycznej preferowane są stabilizatory ołowiowe. Wykorzystując ich ogólną skuteczność, wytwarza się wiele elastycznych i sztywnych produktów z PVC, takich jak zewnętrzne warstwy kabli, nieprzezroczyste twarde płyty PVC, twarde rury, sztuczne skóry i wtryskiwacze.

Stabilizatory soli metalicznych: Stabilizatory soli metalicznej mieszanejSą to agregaty różnych związków, zazwyczaj projektowane zgodnie z konkretnymi zastosowaniami i użytkownikami PCW. Ten rodzaj stabilizatora ewoluował od dodania bursztynianu baru i kwasu palmityno-kadmowego do fizycznego zmieszania mydła barowego, mydła kadmowego, mydła cynkowego i fosforynu organicznego z przeciwutleniaczami, rozpuszczalnikami, wypełniaczami, plastyfikatorami, barwnikami, absorberami UV, rozjaśniaczami, środkami regulującymi 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 początkowego koloru materiałów PVC, ale zapewniają długotrwałą odporność na ciepło. Materiał PVC stabilizowany w ten sposób początkowo ma kolor żółto-pomarańczowy, następnie stopniowo zmienia kolor na brązowy, a po stałym podgrzaniu na czarny.

Stabilizatory kadmowe i cynkowe były początkowo stosowane ze względu na swoją przezroczystość i zdolność do zachowania oryginalnego koloru produktów z PVC. Długotrwała stabilność termiczna stabilizatorów kadmowych i cynkowych jest znacznie gorsza niż stabilizatorów barowych, które mają tendencję do nagłej, całkowitej degradacji, z niewielkimi lub żadnymi oznakami.

Oprócz współczynnika zawartości 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 przedstawiono kilka popularnych stabilizatorów mieszanych metali: 2-etylokapronian, fenolan, benzoesan i stearynian.

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