穩(wěn)定劑的穩(wěn)定機(jī)理及鈣鋅穩(wěn)定劑的作用機(jī)理

聚的熱穩(wěn)定性差，加工時(shí)易發(fā)生脫反應(yīng)而降解，因此需要在聚制品中加入熱穩(wěn)定劑。鉛鹽類穩(wěn)定劑長(zhǎng)期以來在在我國(guó)穩(wěn)定劑市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位，然而隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，鉛鹽類熱穩(wěn)定劑已被逐漸限制使用。鈣鋅熱穩(wěn)定劑因其無毒高效的特點(diǎn)，被認(rèn)為是鉛鹽熱穩(wěn)定劑較有潛力的替代產(chǎn)品。然而因國(guó)產(chǎn)鈣鋅熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性能普遍不佳，我國(guó)pvc 硬制品用鈣鋅穩(wěn)定劑仍大量依賴進(jìn)口。
為制備可應(yīng)用與硬質(zhì)pvc 中的高效鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，本文從研究純 pvc 的熱降解過程入手，先后對(duì)硬脂酸鈣、硬脂酸鋅兩種主熱穩(wěn)定劑及多元醇、雙羥基金屬氫氧化物、β-二酮三種輔助熱穩(wěn)定劑對(duì) pvc 熱降解過程的影響以及熱穩(wěn)定作用做了詳細(xì)的研究。研究發(fā)現(xiàn)，硬脂酸鈣、硬脂酸鋅按照合適的添加比例協(xié)同作用可有效提高 pvc 熱穩(wěn)定性能，使 pvc 初期著色性能和長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性能同時(shí)得到改善；多醇化合物和主熱穩(wěn)定劑間存在良好的協(xié)同作用，可有效推遲 pvc 快速脫除 hcl的時(shí)間，另外研究還發(fā)現(xiàn)多元醇化合物熱穩(wěn)定性受其羥基含量與分子結(jié)構(gòu)影響，伯羥基含量越多，其熱穩(wěn)定性越好；雙羥基金屬氫氧化物通過其表面羥基和層間 co32-作用，可吸收大量 hcl，緩解 pvc 脫 hcl 反應(yīng)的發(fā)生，延長(zhǎng) pvc 長(zhǎng)期熱穩(wěn)定時(shí)間，但是其對(duì) pvc 初期著色性沒有改善作用；β-二酮化合物可通過取代 pvc 不穩(wěn)定氯原子反應(yīng)，使 pvc 獲得良好的初期著色性能。
綜合以上研究，將主熱穩(wěn)定劑與輔助熱穩(wěn)定劑在較佳配比范圍內(nèi)復(fù)配，較終制得了與鉛鹽熱穩(wěn)定效果相當(dāng)?shù)母咝р}鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。
pvc 在加工過程中受熱氧及剪切力的作用會(huì)脫除形成自由和過氧自由基而引發(fā)降解，其降解顯示出相應(yīng)的特征顏色。為有效抑制這種降解引起的產(chǎn)品外觀色澤及力學(xué)性能的下降，熱穩(wěn)定劑成為 pvc 加工不可缺少的主要助劑，在 pvc加工過程中它可以通過取代不穩(wěn)定的氯原子、中和以及消除或抑制過程中的自由基的方式來減少或者推遲的生成。隨 pvc 產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)熱穩(wěn)定劑的需求量也大幅度增加。
然而由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等原因，我國(guó)長(zhǎng)期以來主要使用鉛鹽熱穩(wěn)定劑，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至今在pvc 熱穩(wěn)定劑中約占三分之二，而無毒熱穩(wěn)定劑不到 15%。鉛鹽類熱穩(wěn)定劑以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性低廉的價(jià)格，一直以來就是 pvc 熱穩(wěn)定劑中的主要品種。然而，研究發(fā)現(xiàn)鉛鹽作為一種有害金屬化合物，易于被水及溶劑從 pvc 制品中抽出，從而通過各種途徑進(jìn)入人體造成傷害。鉛是典型的多親合性毒物，在體內(nèi)具有蓄積作用，在血液中可形成鹽基鉛，并以穩(wěn)定的形式存在于骼內(nèi)，對(duì)各種組織都具有毒害作用。因此，近幾年來國(guó)外國(guó)內(nèi)相繼出臺(tái)了一系列的相關(guān)政策，限制鉛等重金屬的使用，如 weee 指令和 rohs
指令。因此我國(guó)pvc 熱穩(wěn)定劑無毒化問題已成為急待解決的重要課題之一。
鈣皂，鋅皂和水滑石因其無毒、廉價(jià)、具有良好潤(rùn)滑性等優(yōu)點(diǎn)，很早就開始被人們按不同比例配制成復(fù)合熱穩(wěn)定劑，廣泛應(yīng)用在食品包裝材料，皮革，軟制品，糊制品，以及電纜料等很多領(lǐng)域中。但在綜合性能要求較高的pvc硬質(zhì)品中，鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑應(yīng)用尚不廣泛。目前我國(guó)pvc硬制品用鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑絕大部分仍依賴進(jìn)口，且普遍成本較高。國(guó)內(nèi)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑因受其關(guān)鍵技術(shù)限制，和國(guó)外鈣鋅熱穩(wěn)定劑在熱穩(wěn)定性能以及品種、專業(yè)化和系列化等方面仍存在很大差距。
由以上問題可見，開發(fā)研究出一種可滿足硬質(zhì)pvc，如無毒上水管和異型材等，可使用的高效鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的課題。近幾年來隨著熱穩(wěn)定劑無毒化進(jìn)程的發(fā)展，人們開發(fā)研究了許多新型無機(jī)或者**熱穩(wěn)定劑。如將其作為輔助熱穩(wěn)定劑引入鈣皂鋅皂復(fù)合熱穩(wěn)定體系中，將能大大改善傳統(tǒng)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的性能，實(shí)現(xiàn)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑在硬質(zhì)pvc中的應(yīng)用。
因此，我們適時(shí)提出了利用新型無機(jī)或者**輔助熱穩(wěn)定劑與傳統(tǒng)鈣鋅熱穩(wěn)定劑復(fù)配，制備一種新型無毒高效鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的課題，以期解決目前國(guó)內(nèi)硬質(zhì)pvc用鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑普遍熱穩(wěn)定性能較差，成本較高的問題。如這一問題得以解決，無疑對(duì)推動(dòng)pvc熱穩(wěn)定劑的無毒化進(jìn)展，拓寬鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的市場(chǎng)領(lǐng)域具有積極意義，并將間接促進(jìn)pvc行業(yè)的升級(jí)和發(fā)展。
鈣皂，鋅皂水滑石等因其無毒、廉價(jià)、具有良好潤(rùn)滑性等優(yōu)點(diǎn)，很早就開始被人們按不同比例配制成復(fù)合熱穩(wěn)定劑，廣泛應(yīng)用在食品包裝材料，皮革，軟制品，糊制品，以及電纜料等很多領(lǐng)域中。但在綜合性能要求較高的pvc硬質(zhì)品中，鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑應(yīng)用尚不廣泛。目前我國(guó)pvc硬制品用鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑絕大部分仍依賴進(jìn)口，且普遍成本較高。國(guó)內(nèi)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑因受其關(guān)鍵技術(shù)限制，和國(guó)外鈣鋅熱穩(wěn)定劑在熱穩(wěn)定性能以及品種、專業(yè)化和系列化等方面仍存在很大差距。
由以上問題可見，開發(fā)研究出一種可滿足硬質(zhì)pvc，如無毒上水管和異型材等，可使用的高效鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的課題。近幾年來隨著熱穩(wěn)定劑無毒化進(jìn)程的發(fā)展，人們開發(fā)研究了許多新型無機(jī)或者**熱穩(wěn)定劑。如將其作為輔助熱穩(wěn)定劑引入鈣皂，鋅皂，水滑石等構(gòu)成的復(fù)合熱穩(wěn)定體系中，將能大大改善傳統(tǒng)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的性能，實(shí)現(xiàn)鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑在硬質(zhì)pvc中的應(yīng)用。
因此，我們適時(shí)提出了利用新型無機(jī)或者**輔助熱穩(wěn)定劑與傳統(tǒng)鈣鋅熱穩(wěn)定劑復(fù)配，加入水滑石進(jìn)行催化，制備一種新型無毒高效鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的課題，以期解決目前國(guó)內(nèi)硬質(zhì)pvc用鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑普遍熱穩(wěn)定性能較差，成本較高的問題。如這一問題得以解決，無疑對(duì)推動(dòng)pvc熱穩(wěn)定劑的無毒化進(jìn)展，拓寬鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑的市場(chǎng)領(lǐng)域具有積極意義，并將間接促進(jìn)pvc行業(yè)的升級(jí)和發(fā)展。
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