El estabilizador de calor es uno de los auxiliares principales indispensables para el procesamiento de PVC. El número de piezas utilizadas para el estabilizador de calor de PVC es pequeño, pero su papel es enorme. El uso del estabilizador de calor en el procesamiento de PVC puede garantizar que PVC no sea fácil de degradar y relativamente estable. Los estabilizadores térmicos de uso común en el procesamiento de PVC incluyen estabilizador básico de sal con plomo, estabilizador de jabón de metal, estabilizador de organotina, estabilizador de tierras raras, compuesto epoxi, etc. El mecanismo de degradación de PVC es complejo, el mecanismo de acción de diferentes estabilizadores es diferente, y la estabilización El efecto también es diferente.
Estabilizador de PVC, mecanismo de acción y aplicación
1 estabilizador de sal con plomo
Los estabilizadores de sal de plomo se pueden dividir en tres categorías:
(1) El estabilizador de sal de plomo puro es principalmente una sal básica que contiene PBO;
(2) el estabilizador de calor con efecto lubricante es principalmente la sal neutral y básica del ácido graso;
(3) Estabilizador de sal de plomo compuesto y estabilizador compuesto sólido y líquido que contiene una mezcla sinérgica de sal de plomo y otros estabilizadores y componentes.
El estabilizador de sal de plomo tiene una fuerte estabilidad térmica, buenas propiedades dieléctricas y bajo precio. La relación razonable de estabilizador y lubricante de sal de plomo puede ampliar el rango de temperatura de procesamiento de la resina PVC, y la calidad de los productos procesados y postprocesados es estable. Es el estabilizador más utilizado en la actualidad. El estabilizador de sal de plomo se usa principalmente en productos duros. El estabilizador de sal de plomo tiene las características del buen estabilizador de calor, excelente rendimiento eléctrico y bajo precio. Sin embargo, la sal con plomo es tóxica y no se puede usar en productos que se contactan con los alimentos, ni puede fabricar productos transparentes, y es fácil contaminarlo por sulfuro para generar sulfuro de plomo negro.
2 estabilizador de jabón de metal
Los estabilizadores de calor de jabón de ácido esteárico generalmente se preparan por saponificación de metales de tierra alcalina (calcio, cadmio, zinc, bario, etc.) con ácido esteárico, ácido laurico, etc. Hay muchos tipos de productos, cada uno con sus propias características. En términos generales, el ácido esteárico lubricante es mejor que el ácido laurico, y la compatibilidad con el ácido laurico de PVC es mejor que el ácido esteárico.
Los jabones de metal pueden absorber HCl, y algunas variedades pueden reemplazar el átomo de CL del sitio activo con radical de ácidos grasos a través de la catálisis de iones metálicos, para que puedan jugar un grado diferente de estabilidad térmica en el PVC. En la industria del PVC, rara vez hay un solo compuesto de jabón de metal, pero generalmente un compuesto de varios jabones de metal. El estabilizador común es el jabón de zinc de calcio. Según el mecanismo de Frye-Horst, el mecanismo de estabilidad del estabilizador compuesto de calcio/zinc se puede considerar de la siguiente manera: Primero, el jabón de zinc reacciona con cloruro de alilo en la cadena de PVC, y luego jabón de calcio, jabón de zinc y cloruro de cloro reaccionar para formar metal inestable cloruros. En este momento, el estabilizador auxiliar, como medio intermedio, transfiere los átomos de cloro al jabón de calcio para regenerar el jabón de zinc, retrasando la formación de cloruro de zinc que puede promover la deshidroclorinación.
Los estabilizadores de calcio y zinc se pueden usar como estabilizadores no tóxicos en los envases de alimentos, dispositivos médicos y envases de drogas, pero su estabilidad es relativamente baja. Cuando los estabilizadores de calcio se usan en grandes cantidades, su transparencia es pobre y son fáciles de rociar heladas. Los estabilizadores de calcio y zinc generalmente usan polioles y antioxidantes para mejorar su rendimiento, y los estabilizadores compuestos de calcio y zinc transparentes para tuberías duras han aparecido en China.
3 estabilizador de organotina
La lata de alquilo en la organotina suele ser metilo, n-butilo y n-octilo. La mayoría de los productos producidos en Japón son de lata de butilo, y el tin de octilo es más común en Europa. Este es el estabilizador no tóxico estándar aprobado en Europa, mientras que el estaño metil se usa más en los Estados Unidos.
Hay tres tipos principales de estabilizadores de organotina comúnmente utilizados:
(1) Las sales de ácido alifático se refieren principalmente al dilaurato de dibutiltina, dilaurato de di-n-octiltina, etc.
(2) Las sales de maleato se refieren principalmente al maleado de dibutiltina, bis (monobutyl maleate) dibutiltin maleate, maleado de di-n-octiltin, etc.
(3) Mercaptans, de los cuales el éster (ácido tiocarboxílico) es el más utilizado.
El estabilizador de calor de la organotina tiene un buen rendimiento y es una buena variedad para productos duros de PVC y productos transparentes. En particular, la octiltina casi se ha convertido en un estabilizador indispensable para productos de envasado no tóxicos, pero su precio es relativamente costoso. El estabilizador de calor orgánico de estaño (mercaptoacetato de estaño) tiene un buen efecto estabilizador sobre el PVC. Especialmente el estabilizador de organotina líquida se puede mezclar mejor con resina PVC que el estabilizador de calor sólido. El estabilizador de la organotina (mercaptoacetato de estaño) puede reemplazar los átomos de CL inestables en el polímero, lo que hace que la resina PVC tenga estabilidad a largo plazo y retención de color inicial. Se propuso el mecanismo de estabilidad del mercaptoacetato de estaño:
(1) El átomo de S puede reemplazar el átomo de CL inestable, inhibiendo así la formación de poliolefinas conjugadas.
(2) Como producto de la degradación térmica de PVC, HCl también puede acelerar la formación de poliolefinas conjugadas. El mercaptoacetato de estaño puede absorber el HCl producido.
4 estabilizador de tierras raras
Los estabilizadores de calor de tierras raras incluyen principalmente sales de ácido débil orgánicos y sales inorgánicas de luz de tierras raras, cerio y neodimio, que son ricos en recursos. Los tipos de sales de ácido débil orgánicos incluyen estearato de tierra rara, ácido graso de tierras raras, salicilato de tierras raras, citrato de tierras raras, lado de tierras raras, octanoato de tierras raras, etc.
El estudio preliminar sobre el mecanismo de acción del estabilizador de tierras raras es el siguiente:
(1) La estructura electrónica especial de los elementos de lantánidos de tierras raras (2 electrones en la capa más externa y 8 electrones en la capa secundaria, con muchas órbitas vacías) determina que la diferencia de energía de sus órbitas vacías es muy pequeña. Bajo la acción del oxígeno térmico externo o grupos polares, los electrones externos externos o secundarios están excitados, que pueden coordinarse con el CL inestable en la cadena de PVC, y puede formar un complejo de coordinación con el cloruro de hidrógeno descompuesto durante el procesamiento de PVC, AT Al mismo tiempo, existe una fuerte atracción entre los elementos de tierras raras y los elementos de cloro, que pueden controlar el elemento de cloro libre, evitando o retrasando la reacción de la cadena de oxidación automática del cloruro de hidrógeno y desempeñando un papel de la estabilidad térmica.
(2) El estabilizador multifuncional de la tierra rara puede absorber físicamente el oxígeno en el procesamiento de PVC y las impurezas iónicas contenidas en el PVC en sí, e ingresar al agujero de red del estabilizador multifuncional de la Tierra Rara para evitar su impacto y vibración en el padre C-CL vínculo. Por lo tanto, la energía de activación de la eliminación de HCl de PVC puede aumentar por la acción del estabilizador multifuncional de tierras raras, retrasando así la degradación térmica de los plásticos de PVC.
(3) Los grupos de aniones adecuados en compuestos de tierras raras pueden reemplazar los átomos de cloruro de alilo en las macromoléculas de PVC, eliminar esta debilidad de degradación y lograr la estabilidad. Hay muchos estudios sobre estabilizadores de tierras raras en China. En general, el efecto de estabilidad de los estabilizadores de calor de tierras raras es mejor que el de los estabilizadores de jabón de metal. Tiene buena estabilidad térmica a largo plazo y tiene extensos efectos sinérgicos con otros estabilizadores. Tiene las ventajas de buena tolerancia, libre de contaminación de azufre, almacenamiento estable, protección no tóxica y ambiental.
Además, los elementos de tierras raras tienen un efecto de acoplamiento único con CaCO3 y promueven el efecto de plastificación de PVC, por lo que se puede aumentar la cantidad de CaCO3, el uso de ACR de ayuda de procesamiento puede reducirse y el costo se puede reducir efectivamente. El efecto estabilizador de la tierra rara en el PVC se caracteriza por su efecto sinérgico único. La coordinación adecuada de la tierra rara con algunos metales, ligandos y co-estabilizadores puede mejorar en gran medida la estabilidad.
