淺談PVC木塑熱穩定劑的作用機理
信息來源:www.kame1.com 發布時間:2017-01-19 瀏覽量:1124
木塑材料是近年來迅速發展的一種新型環保材料, 兼具熱塑性塑料和木材的主要優點, 使廢舊塑料及木材加工廢棄物等資源再生,有助干解決白色污染和彌補森林資源不足。PVC木塑復合發泡材料更是當前的研究熱點,以回收的聚氯乙烯(PVC) 和廢木材為原料, 對減少環境污染、 保護森林資源有重大意義, 符合環保的理念。PVC是五大通用塑料之一, 其制品具有廣泛的用途, 但是PVC在 1 3 0 ℃以上即出現分解現象, 而塑化溫度在 1 3 3 ℃ 一1 7 5 ℃,PVC的熱穩定性差, 加工時容易發生脫除氯化氫反應。脫除的氯化氫又催化加速降解鏈反應,生產不飽和的共軛多烯, 導致產品變色、 變硬、 燒焦。為了克服上述缺點, 必須在PVC木塑中加入熱穩定劑。現介詳細介紹PVC木塑的熱穩定劑作用機理。

在加工過程中,PVC的熱分解對于其他的性質改變不大,主要是影響了成品的顏色, 加入熱穩定劑可以抑制產品的初期著色性。當脫去的 H C 1 質量分數達到 0 . 1 %時,PVC的顏色就開始改變。根據形成的共軛雙鍵數目的不同,PVC會呈現不同種顏色( 黃、 橙、 紅、 棕、 黑) 。如果PVC熱分解過程中有氧氣存在的話, 則將會有膠態炭、 過氧化物、羰基和酯基化合物的生成。但是在產品使用的長時間內,PVC的熱降解對材料的性能影響很大, 加入熱穩定劑可以延遲PVC降解的時間或者降低PVC降解的程度。穩定劑可以延遲PVC降解的時間或者降低PVC降解的程度。熱穩定劑可以通過取代PVC中不穩定氯原子、中和氯化氫、 與不飽和部位發生反應等方式抑制PVC的降解。有關熱穩定劑的作用機理研究很多,理論發展也相當成熟。

( 1 )置換PVC分子中不穩定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子, 抑制脫氯化氫。鎘和鋅的皂類,羧酸二烷基錫和硫醇錫等都是用其配位基置換PVC大分子上的不穩定氯原子而使其穩定。


( 2 )吸收、 中和氯化氫, 抑制其 自動催化作用。弱有機酸的金屬鹽和無機酸的堿式鹽能有效地除去H C 1 , 是很好的穩定劑, 如硬脂酸鉛、 硬脂酸鈣、 硬脂酸鋅、 硬脂酸鎂、 硬脂酸鋇及硬脂酸鎘等金屬皂類。

( 3 )與多烯結構發生加成反應, 破壞大共扼體系的形成,減少著色。PVC大分子脫 H C 1 生成的雙鍵及PVC大分子上固有的雙鍵, 都是不穩定基團,加入能與之反應的物質, 如金屬硫醇鹽, 與 HC 1 反應生成的產物成醇, 能夠直接加到雙鍵上形成巰基從而穩定下來。

( 4 )熱力、 機械剪切、 光氧及熱氧過程產生大量的自由基, 這些 自由基誘發PVC大分子降解的連鎖反應。處于低價位的變價元素, 如 Pb2+、 P3+、Sn2+ 、 Ce3+ 、Nd3+等與自由基發生作用, 自由基被終止, 自身被氧化成高價氧化態, 分子中有弱鍵結構 的化合物, 如環氧化合物, 硫由基作用而將自由基終止。