浅谈PVC木塑热稳定剂的作用机理
信息来源:www.zjdegao.com 发布时间:2017-01-19 浏览量:619
木塑材料是近年来迅速发展的一种新型环保材料, 兼具热塑性塑料和木材的主要优点, 使废旧塑料及木材加工废弃物等资源再生,有助干解决白色污染和弥补森林资源不足。PVC木塑复合发泡材料更是当前的研究热点,以回收的聚氯乙烯(PVC) 和废木材为原料, 对减少环境污染、 保护森林资源有重大意义, 符合环保的理念。PVC是五大通用塑料之一, 其制品具有广泛的用途, 但是PVC在 1 3 0 ℃以上即出现分解现象, 而塑化温度在 1 3 3 ℃ 一1 7 5 ℃,PVC的热稳定性差, 加工时容易发生脱除氯化氢反应。脱除的氯化氢又催化加速降解链反应,生产不饱和的共轭多烯, 导致产品变色、 变硬、 烧焦。为了克服上述缺点, 必须在PVC木塑中加入热稳定剂。现介详细介绍PVC木塑的热稳定剂作用机理。

在加工过程中,PVC的热分解对于其他的性质改变不大,主要是影响了成品的颜色, 加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。当脱去的 H C 1 质量分数达到 0 . 1 %时,PVC的颜色就开始改变。根据形成的共轭双键数目的不同,PVC会呈现不同种颜色( 黄、 橙、 红、 棕、 黑) 。如果PVC热分解过程中有氧气存在的话, 则将会有胶态炭、 过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。但是在产品使用的长时间内,PVC的热降解对材料的性能影响很大, 加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度。热稳定剂可以通过取代PVC中不稳定氯原子、中和氯化氢、 与不饱和部位发生反应等方式抑制PVC的降解。有关热稳定剂的作用机理研究很多,理论发展也相当成熟。

( 1 )置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子, 抑制脱氯化氢。镉和锌的皂类,羧酸二烷基锡和硫醇锡等都是用其配位基置换PVC大分子上的不稳定氯原子而使其稳定。


( 2 )吸收、 中和氯化氢, 抑制其 自动催化作用。弱有机酸的金属盐和无机酸的碱式盐能有效地除去H C 1 , 是很好的稳定剂, 如硬脂酸铅、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌、 硬脂酸镁、 硬脂酸钡及硬脂酸镉等金属皂类。

( 3 )与多烯结构发生加成反应, 破坏大共扼体系的形成,减少着色。PVC大分子脱 H C 1 生成的双键及PVC大分子上固有的双键, 都是不稳定基团,加入能与之反应的物质, 如金属硫醇盐, 与 HC 1 反应生成的产物成醇, 能够直接加到双键上形成巯基从而稳定下来。

( 4 )热力、 机械剪切、 光氧及热氧过程产生大量的自由基, 这些 自由基诱发PVC大分子降解的连锁反应。处于低价位的变价元素, 如 Pb2+、 P3+、Sn2+ 、 Ce3+ 、Nd3+等与自由基发生作用, 自由基被终止, 自身被氧化成高价氧化态, 分子中有弱键结构 的化合物, 如环氧化合物, 硫由基作用而将自由基终止。