Стабилизаторы ПВХ– это добавки, используемые для повышения термостойкости поливинилхлорида (ПВХ) и его сополимеров. При температуре переработки ПВХ выше 160 °C происходит термическое разложение с выделением газообразного HCl. Если не подавить это разложение, оно ещё больше усугубится, что повлияет на разработку и применение ПВХ-пластиков.
Исследования показали, что даже если ПВХ-пластик содержит небольшое количество свинцовой соли, металлического мыла, фенола, ароматического амина и других примесей, это не повлияет на его переработку и применение, однако его термическое разложение можно в некоторой степени замедлить. Эти исследования способствуют созданию и непрерывной разработке стабилизаторов ПВХ.
К распространённым стабилизаторам ПВХ относятся оловоорганические стабилизаторы, стабилизаторы на основе солей металлов и неорганических солей. Оловоорганические стабилизаторы широко используются в производстве изделий из ПВХ благодаря своей прозрачности, хорошей атмосферостойкости и совместимости. В качестве стабилизаторов на основе солей металлов обычно используют соли кальция, цинка или бария, которые обеспечивают лучшую термостабильность. Неорганические стабилизаторы на основе солей, такие как трёхосновный сульфат свинца, двухосновный фосфит свинца и т. д., обладают длительной термостабильностью и хорошей электроизоляцией. При выборе подходящего стабилизатора ПВХ необходимо учитывать условия применения изделий из ПВХ и требуемые характеристики стабильности. Различные стабилизаторы влияют на физические и химические свойства изделий из ПВХ, поэтому для обеспечения их пригодности требуется строгий подбор состава и проведение испытаний. Ниже приводится подробное описание и сравнение различных стабилизаторов ПВХ:
Оловоорганический стабилизатор:Наиболее эффективными стабилизаторами для изделий из ПВХ являются оловоорганические стабилизаторы. Их соединения представляют собой продукты реакции оловоорганических оксидов или оловоорганических хлоридов с соответствующими кислотами или эфирами.
Оловоорганические стабилизаторы подразделяются на серосодержащие и не содержащие серу. Стабильность серосодержащих стабилизаторов высока, но, как и у других серосодержащих соединений, возникают проблемы со вкусом и перекрестным окрашиванием. Не содержащие серы оловоорганические стабилизаторы обычно основаны на малеиновой кислоте или полумалеиновых эфирах. Они, как правило,стабилизаторы метилоловаменее эффективнытермостабилизаторыс лучшей светостойкостью.
Оловоорганические стабилизаторы в основном применяются для упаковки пищевых продуктов и других прозрачных изделий из ПВХ, таких как прозрачные шланги.
Стабилизаторы свинца:Типичные стабилизаторы свинца включают следующие соединения: двухосновный стеарат свинца, гидратированный трехосновный сульфат свинца, двухосновный фталат свинца и двухосновный фосфат свинца.
В качестве термостабилизаторов соединения свинца не ухудшают превосходные электрические свойства, низкое водопоглощение и устойчивость ПВХ-материалов к внешним воздействиям. Однакосвинцовые стабилизаторыимеют такие недостатки, как:
- Имеющие токсичность;
- Перекрестное загрязнение, особенно серой;
- Образование хлорида свинца, который образует полосы на готовой продукции;
- Тяжелое соотношение, приводящее к неудовлетворительному соотношению веса и объема.
- Стабилизаторы на основе свинца часто делают изделия из ПВХ мгновенно непрозрачными и быстро меняют цвет при длительном воздействии тепла.
Несмотря на эти недостатки, свинцовые стабилизаторы по-прежнему широко применяются. Для электроизоляции свинцовые стабилизаторы предпочтительны. Благодаря их общему эффекту производятся многие гибкие и жёсткие изделия из ПВХ, такие как внешние слои кабелей, непрозрачные жёсткие ПВХ-панели, жёсткие трубы, искусственная кожа и инжекторы.
Стабилизаторы солей металлов: Стабилизаторы на основе смешанных солей металловпредставляют собой агрегаты различных соединений, обычно разработанные в соответствии с конкретными областями применения и потребностями пользователей ПВХ. Этот тип стабилизаторов развивался от добавления только сукцината бария и кадмия пальмоядрового (кадмиевой кислоты) до физического смешивания бариевого мыла, кадмиевого мыла, цинкового мыла и органического фосфита с антиоксидантами, растворителями, наполнителями, пластификаторами, красителями, УФ-поглотителями, отбеливателями, регуляторами вязкости, смазочными веществами и искусственными ароматизаторами. В результате на эффективность конечного стабилизатора может влиять множество факторов.
Металлические стабилизаторы, такие как барий, кальций и магний, не защищают первоначальный цвет ПВХ-материалов, но могут обеспечить длительную термостойкость. Стабилизированный таким образом ПВХ-материал сначала имеет жёлтый/оранжевый цвет, затем постепенно становится коричневым и, наконец, чёрным при постоянном нагревании.
Стабилизаторы на основе кадмия и цинка были впервые использованы благодаря своей прозрачности и способности сохранять первоначальный цвет изделий из ПВХ. Долгосрочная термостабильность кадмиевых и цинковых стабилизаторов значительно хуже, чем у бариевых, которые, как правило, быстро и полностью разрушаются практически бесследно.
Помимо фактора соотношения металлов, влияние металлических солей-стабилизаторов также связано с их солевыми соединениями, которые являются основными факторами, влияющими на следующие свойства ПВХ: смазывающую способность, подвижность, прозрачность, изменение цвета пигмента и термостабильность. Ниже приведены несколько распространённых смешанных металлических стабилизаторов: 2-этилкапроат, фенолят, бензоат и стеарат.
Стабилизаторы на основе солей металлов широко используются в изделиях из мягкого ПВХ и прозрачного мягкого ПВХ, таких как упаковка для пищевых продуктов, медицинские расходные материалы и фармацевтическая упаковка.
Время публикации: 11 октября 2023 г.