O estabilizador de calor é um dos auxiliares principais indispensáveis para o processamento de PVC. O número de peças usadas para o estabilizador de calor de PVC é pequeno, mas seu papel é enorme. O uso do estabilizador de calor no processamento de PVC pode garantir que o PVC não seja fácil de degradar e relativamente estável. Os estabilizadores de calor comumente usados no processamento de PVC incluem estabilizador básico de sal de chumbo, estabilizador de sabão de metal, estabilizador de organotina, estabilizador de terras raras, composto de epóxi, etc. O mecanismo de degradação da PVC é complexo, o mecanismo de ação de diferentes estabilizadores é diferente e a estabilização O efeito também é diferente.
Estabilizador de PVC, mecanismo de ação e aplicação
1 estabilizador de sal de chumbo
Os estabilizadores de sal de chumbo podem ser divididos em três categorias:
(1) estabilizador de sal de chumbo puro é principalmente um sal básico contendo PBO;
(2) o estabilizador de calor com efeito lubrificante é principalmente o sal neutro e básico do ácido graxo;
(3) estabilizador de sal de chumbo composto e estabilizador composto sólido e líquido contendo uma mistura sinérgica de sal de chumbo e outros estabilizadores e componentes.
O estabilizador de sal de chumbo tem forte estabilidade térmica, boas propriedades dielétricas e baixo preço. A proporção razoável do estabilizador de sal de chumbo e o lubrificante pode ampliar a faixa de temperatura de processamento da resina de PVC, e a qualidade dos produtos processados e pós-processados é estável. É o estabilizador mais comumente usado no momento. O estabilizador de sal de chumbo é usado principalmente em produtos duros. O estabilizador de sal de chumbo possui as características do bom estabilizador de calor, excelente desempenho elétrico e baixo preço. No entanto, o sal de chumbo é tóxico e não pode ser usado em produtos que contatos com alimentos, nem podem fabricar produtos transparentes e é fácil ser contaminado por sulfeto para gerar sulfeto de chumbo preto.
2 estabilizador de sabão de metal
Os estabilizadores de calor de sabão de ácido esteárico são geralmente preparados pela saponificação de metais da Terra Alcalina (cálcio, cádmio, zinco, bário etc.) com ácido esteárico, ácido láurico, etc. Existem muitos tipos de produtos, cada um com suas próprias características. De um modo geral, o ácido esteárico lubrificante é melhor que o ácido láurico, e a compatibilidade com o ácido láurico PVC é melhor que o ácido esteárico.
Os sabonetes de metal podem absorver HCl, e algumas variedades podem substituir o átomo de Cl do local ativo por radicais de ácido graxo através da catálise dos íons metálicos, para que possam reproduzir um grau diferente de estabilidade térmica no PVC. Na indústria de PVC, raramente existe um único composto de sabão de metal, mas geralmente um composto de vários sabonetes de metal. O estabilizador comum é o sabonete de zinco de cálcio. De acordo com o mecanismo de Frye-Horst, o mecanismo de estabilidade do estabilizador de cálcio/zinco pode ser considerado o seguinte: Primeiro, o sabão de zinco reage com cloreto de alil na cadeia de PVC e, em seguida, sabonete de cálcio, sabão de zinco e cloreto de cloro reagir para formar metal instável cloretos. Nesse momento, o estabilizador auxiliar, como o meio intermediário, transfere os átomos de cloro para o sabonete de cálcio para regenerar o sabão do zinco, atrasando a formação de cloreto de zinco que pode promover a desidrocloração.
Os estabilizadores de cálcio e zinco podem ser usados como estabilizadores não tóxicos em embalagens de alimentos, dispositivos médicos e embalagens de medicamentos, mas sua estabilidade é relativamente baixa. Quando os estabilizadores de cálcio são usados em grandes quantidades, sua transparência é ruim e é fácil pulverizar geadas. Os estabilizadores de cálcio e zinco geralmente usam polióis e antioxidantes para melhorar seu desempenho, e os estabilizadores transparentes de cálcio e zinco compostos para tubos rígidos apareceram na China.
3 estabilizador de organotina
A tonalidade de alquil na organotina é geralmente metil, n-butil e n-octil. A maioria dos produtos produzidos no Japão é o butil Tin, e o Octyl Tin é mais comum na Europa. Este é o estabilizador não-tóxico padrão aprovado na Europa, enquanto o metil tonal é mais usado nos Estados Unidos.
Existem três tipos principais de estabilizadores de organotina comumente usados:
(1) sais de ácido alifático referem-se principalmente a dilaurato de dibutiltina, dilaurato de di-n-octiatina, etc;
(2) sais de maleato referem-se principalmente ao maleato de dibutiltina, bis (malbutil maleato) dibutiltina, maleato de di-n-octiltina, etc;
(3) Mercaptans, dos quais o éster bis (ácido tiocarboxílico) é o mais usado.
O estabilizador de calor da organotina tem um bom desempenho e é uma boa variedade para produtos difíceis de PVC e produtos transparentes. Em particular, a Octyltina quase se tornou um estabilizador indispensável para produtos de embalagem não tóxicos, mas seu preço é relativamente caro. O estabilizador de calor orgânico de estanho (mercaptoacetato de lata) tem um bom efeito estabilizador no PVC. Especialmente o estabilizador de organotina líquida pode ser melhor misturada com a resina PVC do que o estabilizador de calor sólido. O estabilizador de organotina (mercaptoacetato de lata) pode substituir os átomos de CL instáveis no polímero, fazendo com que a resina PVC tenha estabilidade a longo prazo e retenção inicial de cores. Foi proposto o mecanismo de estabilidade do mercaptoacetato de TIN:
(1) O átomo de S pode substituir o átomo CL instável, inibindo assim a formação de poliolefinas conjugadas.
(2) Como um produto da degradação térmica de PVC, o HCl também pode acelerar a formação de poliolefinas conjugadas. O mercaptoacetato de tin pode absorver o HCl produzido.
4 estabilizador de terras raras
Os estabilizadores de calor de terras raras incluem principalmente sais de ácidos fracos orgânicos e sais inorgânicos de lantânio de terras raras leves, cério e neodímio, ricos em recursos. Os tipos de sais de ácidos fracos orgânicos incluem estearato de terras raras, ácido graxo de terras raras, salicilato de terras raras, citrato de terras raras, laurista de terras raras, octanoato de terras raras, etc.
O estudo preliminar sobre o mecanismo de ação do estabilizador de terras raras é o seguinte:
(1) A estrutura eletrônica especial dos elementos lantanídeos de terras raras (2 elétrons na camada mais externa e 8 elétrons na camada secundária, com muitas órbitas vazias) determina que a diferença de energia de suas órbitas vazias é muito pequena. Sob a ação de grupos de oxigênio térmico externo ou polar, os elétrons externos ou secundários são excitados, o que pode coordenar com o CL instável na cadeia de PVC e pode formar um complexo de coordenação com o cloreto de hidrogênio decomposto durante o processamento de PVC, em em Ao mesmo tempo, há uma forte atração entre elementos de terras raras e elementos de cloro, que podem controlar o elemento cloro livre, impedindo ou atrasando a reação em cadeia de oxidação automática do cloreto de hidrogênio e desempenhando um papel de estabilidade térmica.
(2) O estabilizador multifuncional da Terra rara pode absorver fisicamente o oxigênio no processamento de PVC e as impurezas iônicas contidas no próprio PVC e entrar no buraco da treliça do estabilizador multifuncional da Terra rara para evitar seu impacto e vibração no pai C-cl. ligação. Portanto, a energia de ativação da remoção de HCl do PVC pode ser aumentada pela ação do estabilizador multifuncional de terras raras, atrasando assim a degradação térmica dos plásticos de PVC.
(3) Grupos de ânions adequados em compostos de terras raras podem substituir os átomos de cloreto de ALILIL nas macromoléculas de PVC, eliminar essa fraqueza de degradação e alcançar a estabilidade. Existem muitos estudos sobre estabilizadores de terras raras na China. Em geral, o efeito de estabilidade dos estabilizadores de calor de terras raras é melhor que o dos estabilizadores de sabão de metal. Possui boa estabilidade térmica a longo prazo e tem extensos efeitos sinérgicos com outros estabilizadores. Tem as vantagens de boa tolerância, livre de poluição por enxofre, armazenamento estável, proteção não tóxica e ambiental.
Além disso, os elementos de terras raras têm um efeito de acoplamento exclusivo com o Caco3 e promovem o efeito plastificante do PVC; portanto, a quantidade de CaCO3 pode ser aumentada, o uso do processamento de ajuda ACR pode ser reduzido e o custo pode ser efetivamente reduzido. O efeito estabilizador da Terra raro no PVC é caracterizado por seu efeito sinérgico único. A coordenação adequada da Terra Rara com alguns metais, ligantes e co-estabilizadores pode melhorar bastante a estabilidade.
