稳定剂的稳定机理及钙锌稳定剂的作用机理

时间：2022-11-17

聚的热稳定性差，加工时易发生脱反应而降解，因此需要在聚制品中加入热稳定剂。铅盐类稳定剂长期以来在在我国稳定剂市场中占主导地位，然而随着人们环保意识的增强，铅盐类热稳定剂已被逐渐限制使用。钙锌热稳定剂因其无毒高效的特点，被认为是铅盐热稳定剂较有潜力的替代产品。然而因国产钙锌热稳定剂热稳定性能普遍不佳，我国PVC 硬制品用钙锌稳定剂仍大量依赖进口。

为制备可应用与硬质PVC 中的高效钙锌复合热稳定剂，本文从研究纯 PVC 的热降解过程入手，先后对硬脂酸钙、硬脂酸锌两种主热稳定剂及多元醇、双羟基金属氢氧化物、β-二酮三种辅助热稳定剂对 PVC 热降解过程的影响以及热稳定作用做了详细的研究。研究发现，硬脂酸钙、硬脂酸锌按照合适的添加比例协同作用可有效提高 PVC 热稳定性能，使 PVC 初期着色性能和长期热稳定性能同时得到改善；多醇化合物和主热稳定剂间存在良好的协同作用，可有效推迟 PVC 快速脱除 HCl的时间，另外研究还发现多元醇化合物热稳定性受其羟基含量与分子结构影响，伯羟基含量越多，其热稳定性越好；双羟基金属氢氧化物通过其表面羟基和层间 CO32-作用，可吸收大量 HCl，缓解 PVC 脱 HCl 反应的发生，延长 PVC 长期热稳定时间，但是其对 PVC 初期着色性没有改善作用；β-二酮化合物可通过取代 PVC 不稳定氯原子反应，使 PVC 获得良好的初期着色性能。

综合以上研究，将主热稳定剂与辅助热稳定剂在较佳配比范围内复配，较终制得了与铅盐热稳定效果相当的高效钙锌复合热稳定剂。

PVC 在加工过程中受热氧及剪切力的作用会脱除形成自由和过氧自由基而引发降解，其降解显示出相应的特征颜色。为有效抑制这种降解引起的产品外观色泽及力学性能的下降，热稳定剂成为 PVC 加工不可缺少的主要助剂，在 PVC加工过程中它可以通过取代不稳定的氯原子、中和以及消除或抑制过程中的自由基的方式来减少或者推迟的生成。随 PVC 产业的快速发展，市场对热稳定剂的需求量也大幅度增加。

然而由于经济发展水平等原因，我国长期以来主要使用铅盐热稳定剂，据统计，至今在PVC 热稳定剂中约占三分之二，而无毒热稳定剂不到 15%。铅盐类热稳定剂以其优异的热稳定性低廉的价格，一直以来就是 PVC 热稳定剂中的主要品种。然而，研究发现铅盐作为一种有害金属化合物，易于被水及溶剂从 PVC 制品中抽出，从而通过各种途径进入人体造成伤害。铅是典型的多亲合性毒物，在体内具有蓄积作用，在血液中可形成盐基铅，并以稳定的形式存在于骼内，对各种组织都具有毒害作用。因此，近几年来国外国内相继出台了一系列的相关政策，限制铅等重金属的使用，如 WEEE 指令和 RoHS

指令。因此我国PVC 热稳定剂无毒化问题已成为急待解决的重要课题之一。

钙皂，锌皂和水滑石因其无毒、廉价、具有良好润滑性等优点，很早就开始被人们按不同比例配制成复合热稳定剂，广泛应用在食品包装材料，皮革，软制品，糊制品，以及电缆料等很多领域中。但在综合性能要求较高的PVC硬质品中，钙锌复合热稳定剂应用尚不广泛。目前我国PVC硬制品用钙锌复合热稳定剂绝大部分仍依赖进口，且普遍成本较高。国内钙锌复合热稳定剂因受其关键技术限制，和国外钙锌热稳定剂在热稳定性能以及品种、专业化和系列化等方面仍存在很大差距。

由以上问题可见，开发研究出一种可满足硬质PVC，如无毒上水管和异型材等，可使用的高效钙锌复合热稳定剂已经成为一个亟待解决的课题。近几年来随着热稳定剂无毒化进程的发展，人们开发研究了许多新型无机或者**热稳定剂。如将其作为辅助热稳定剂引入钙皂锌皂复合热稳定体系中，将能大大改善传统钙锌复合热稳定剂的性能，实现钙锌复合热稳定剂在硬质PVC中的应用。

因此，我们适时提出了利用新型无机或者**辅助热稳定剂与传统钙锌热稳定剂复配，制备一种新型无毒高效钙锌复合热稳定剂的课题，以期解决目前国内硬质PVC用钙锌复合热稳定剂普遍热稳定性能较差，成本较高的问题。如这一问题得以解决，无疑对推动PVC热稳定剂的无毒化进展，拓宽钙锌复合热稳定剂的市场领域具有积极意义，并将间接促进PVC行业的升级和发展。

钙皂，锌皂水滑石等因其无毒、廉价、具有良好润滑性等优点，很早就开始被人们按不同比例配制成复合热稳定剂，广泛应用在食品包装材料，皮革，软制品，糊制品，以及电缆料等很多领域中。但在综合性能要求较高的PVC硬质品中，钙锌复合热稳定剂应用尚不广泛。目前我国PVC硬制品用钙锌复合热稳定剂绝大部分仍依赖进口，且普遍成本较高。国内钙锌复合热稳定剂因受其关键技术限制，和国外钙锌热稳定剂在热稳定性能以及品种、专业化和系列化等方面仍存在很大差距。

由以上问题可见，开发研究出一种可满足硬质PVC，如无毒上水管和异型材等，可使用的高效钙锌复合热稳定剂已经成为一个亟待解决的课题。近几年来随着热稳定剂无毒化进程的发展，人们开发研究了许多新型无机或者**热稳定剂。如将其作为辅助热稳定剂引入钙皂，锌皂，水滑石等构成的复合热稳定体系中，将能大大改善传统钙锌复合热稳定剂的性能，实现钙锌复合热稳定剂在硬质PVC中的应用。

因此，我们适时提出了利用新型无机或者**辅助热稳定剂与传统钙锌热稳定剂复配，加入水滑石进行催化，制备一种新型无毒高效钙锌复合热稳定剂的课题，以期解决目前国内硬质PVC用钙锌复合热稳定剂普遍热稳定性能较差，成本较高的问题。如这一问题得以解决，无疑对推动PVC热稳定剂的无毒化进展，拓宽钙锌复合热稳定剂的市场领域具有积极意义，并将间接促进PVC行业的升级和发展。

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