Le stabilisateur de chaleur est l'un des principaux auxiliaires indispensables pour le traitement en PVC. Le nombre de pièces utilisés pour le stabilisateur de chaleur en PVC est faible, mais son rôle est énorme. L'utilisation du stabilisateur de chaleur dans le traitement en PVC peut garantir que le PVC n'est pas facile à dégrader et relativement stable. Les stabilisateurs de chaleur couramment utilisés dans le traitement en PVC comprennent le stabilisateur de sel de plomb de base, le stabilisateur de savon métallique, le stabilisateur d'organotine, le stabilisateur de terres rares, le composé époxy, etc. Le mécanisme de dégradation du PVC est complexe, le mécanisme d'action des différents stabilisateurs est différent et la stabilisation l'effet est également différent.
Stabilisateur en PVC, mécanisme d'action et application
1 stabilisateur de sel de plomb
Les stabilisateurs de sel de plomb peuvent être divisés en trois catégories:
(1) Le stabilisateur de sel de plomb pur est principalement un sel de base contenant du PBO;
(2) le stabilisateur de chaleur avec un effet lubrifiant est principalement le sel neutre et de base de l'acide gras;
(3) Stabilisateur composite du sel de plomb et stabilisateur composite solide et liquide contenant un mélange synergique de sel de plomb et d'autres stabilisateurs et composants.
Le stabilisateur de sel de plomb a une forte stabilité thermique, de bonnes propriétés diélectriques et un prix bas. Le rapport raisonnable du stabilisateur de sel de plomb et du lubrifiant peut élargir la plage de température de traitement de la résine en PVC, et la qualité des produits transformés et post-traités est stable. C'est le stabilisateur le plus couramment utilisé à l'heure actuelle. Le stabilisateur de sel de plomb est principalement utilisé dans les produits durs. Le stabilisateur de sel de plomb a les caractéristiques d'un bon stabilisateur de chaleur, d'excellentes performances électriques et de bas prix. Cependant, le sel de plomb est toxique et ne peut pas être utilisé dans des produits qui contactent avec les aliments, et il peut non plus fabriquer des produits transparents, et il est facile d'être contaminé par du sulfure pour générer du sulfure de plomb noir.
2 stabilisateur de savon métallique
Les stabilisateurs de chaleur du savon à l'acide stéarique sont généralement préparés par saponification des métaux terrestres alcalins (calcium, cadmium, zinc, baryum, etc.) avec de l'acide stéarique, de l'acide laurique, etc. Il existe de nombreux types de produits, chacun avec ses propres caractéristiques. De manière générale, l'acide stéarique lubrifiant est meilleur que l'acide laurique, et la compatibilité avec l'acide laurique en PVC est meilleure que l'acide stéarique.
Les savons métalliques peuvent absorber le HCl, et certaines variétés peuvent remplacer l'atome CL du site actif par un radical d'acide gras par la catalyse des ions métalliques, afin qu'ils puissent jouer un degré différent de stabilité thermique sur le PVC. Dans l'industrie du PVC, il y a rarement un seul composé de savon métallique, mais généralement un composé de plusieurs savons métalliques. Le stabilisateur commun est le savon de zinc de calcium. Selon le mécanisme de Frye-Rorst, le mécanisme de stabilité du stabilisateur composite calcium / zinc peut être considéré comme suit: Tout d'abord, le savon en zinc réagit avec le chlorure d'allyle sur la chaîne en PVC, puis le savon de calcium, le savon en zinc et le chlorure de chlore réagit pour former du métal instable chlorures. À l'heure actuelle, le stabilisateur auxiliaire, en tant que milieu intermédiaire, transfère les atomes de chlore dans le savon de calcium pour régénérer le savon de zinc, retardant la formation de chlorure de zinc qui peut favoriser la déshydrochloration.
Les stabilisateurs de calcium et de zinc peuvent être utilisés comme stabilisateurs non toxiques dans l'emballage alimentaire, les dispositifs médicaux et l'emballage de médicaments, mais leur stabilité est relativement faible. Lorsque les stabilisateurs de calcium sont utilisés en grande quantité, leur transparence est médiocre et ils sont faciles à pulvériser le gel. Les stabilisateurs de calcium et de zinc utilisent généralement des polyols et des antioxydants pour améliorer leurs performances, et des stabilisateurs composites de calcium et de zinc transparents pour les tuyaux durs sont apparus en Chine.
3 stabilisateur d'organotine
L'étain alkyle dans l'organotine est généralement du méthyle, du n-butyle et du n-octyl. La plupart des produits produits au Japon sont des étain butyle et l'octyle en étain est plus fréquente en Europe. Il s'agit du stabilisateur non toxique standard approuvé en Europe, tandis que Methyl Tin est davantage utilisé aux États-Unis.
Il existe trois principaux types de stabilisateurs d'organotine couramment utilisés:
(1) Les sels d'acide aliphatique se réfèrent principalement au dilaurate de dibutytine, à la dilaurate de di-N-Octyltine, etc.;
(2) Les sels de maléate se réfèrent principalement au maléate de dibutytine, bis (maléate monobutyl) malate de dibutyltine, di-n-octyltine malate, etc;
(3) Mercaptans, dont l'ester bis (acide thiocarboxylique) est le plus utilisé.
Le stabilisateur de chaleur à l'organotine a de bonnes performances et est une bonne variété pour les produits durs en PVC et les produits transparents. En particulier, l'octyltine est presque devenue un stabilisateur indispensable pour les produits d'emballage non toxiques, mais son prix est relativement cher. Le stabilisateur de chaleur organique en étain (Mercaptoacétate d'étain) a un bon effet de stabilisation sur le PVC. En particulier, le stabilisateur d'organotine liquide peut être mieux mélangé avec de la résine en PVC que le stabilisateur de chaleur solide. Le stabilisateur d'organotine (Mercaptoacétate d'étain) peut remplacer les atomes CL instables sur le polymère, ce qui fait que la résine PVC a une stabilité à long terme et une rétention de couleur initiale. Le mécanisme de stabilité de l'étain mercaptoacétate a été proposé:
(1) L'atome S peut remplacer l'atome de Cl instable, inhibant ainsi la formation de polyoléfines conjuguées.
(2) En tant que produit de la dégradation thermique du PVC, le HCL peut également accélérer la formation de polyoléfines conjuguées. Le mercaptoacétate d'étain peut absorber le HCl produit.
4 stabilisateur de terres rares
Les stabilisateurs de chaleur des terres rares incluent principalement des sels d'acide faible et des sels inorganiques de lanthane, de cérium et de néodyme et de néodyme, qui sont riches en ressources. Les types de sels d'acide faible organique comprennent le stéarate de terres rares, les acides gras de la terre rare, le salicylate de terres rares, le citrate de terre rare, le lauré de terre rare, l'octanoate de terre rare, etc.
L'étude préliminaire sur le mécanisme d'action du stabilisateur de terres rares est la suivante:
(1) La structure électronique spéciale des éléments de lanthanure de terres rares (2 électrons dans la couche la plus externe et 8 électrons dans la couche secondaire, avec de nombreuses orbites vides) détermine que la différence d'énergie de leurs orbites vides est très faible. Sous l'action des groupes externes d'oxygène thermique ou de groupes polaires, les électrons externes externes ou secondaires sont excités, qui peuvent se coordonner avec le CL instable sur la chaîne PVC, et peuvent former un complexe de coordination avec le chlorure d'hydrogène décomposé pendant le traitement du PVC, au niveau de En même temps, il existe une forte attraction entre les éléments de terres rares et les éléments du chlore, qui peuvent contrôler l'élément de chlore libre, empêchant ainsi ou retardant la réaction automatique en chaîne d'oxydation du chlorure d'hydrogène et jouant un rôle de stabilité thermique.
(2) Le stabilisateur multifonctionnel de la Terre rare peut absorber physiquement l'oxygène dans le traitement en PVC et les impuretés ioniques contenues dans le PVC elle-même, et entrer dans le trou du réseau du stabilisateur multifonctionnel rare pour éviter leur impact et vibration sur le parent C-Cl lier. Par conséquent, l'énergie d'activation de l'élimination du HCL du PVC peut être augmentée par l'action du stabilisateur multifonctionnel des terres rares, retardant ainsi la dégradation thermique des plastiques en PVC.
(3) Les groupes d'anions appropriés dans les composés de terres rares peuvent remplacer les atomes de chlorure d'allyle sur les macromolécules en PVC, éliminer cette faiblesse de dégradation et atteindre la stabilité. Il existe de nombreuses études sur les stabilisateurs de terres rares en Chine. En général, l'effet de stabilité des stabilisateurs de chaleur des terres rares est meilleur que celui des stabilisateurs de savon métallique. Il a une bonne stabilité thermique à long terme et a des effets synergiques importants avec d'autres stabilisateurs. Il présente les avantages d'une bonne tolérance, exempts de pollution de soufre, de stockage stable, de protection non toxique et environnementale.
De plus, les éléments de terres rares ont un effet de couplage unique avec CACO3 et favorisent l'effet plastifiant du PVC, de sorte que la quantité de CACO3 peut être augmentée, l'utilisation de l'aide de traitement ACR peut être réduite et le coût peut être réduit efficacement. L'effet stabilisant des terres rares sur le PVC est caractérisée par son effet synergique unique. La coordination appropriée des terres rares avec certains métaux, ligands et co-stabilisateurs peut considérablement améliorer la stabilité.
