熱穩(wěn)定劑的性能

熱穩(wěn)定劑基本的性能是耐熱性﹑耐候性和加工性。另外﹐從PVC制品使用的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看﹐還必須考慮熱穩(wěn)定劑的透明性﹑兼容性﹑機(jī)械性能﹑電絕緣性﹑耐硫化性﹑毒性等。隨著熱穩(wěn)定劑行業(yè)的發(fā)展﹐復(fù)合型穩(wěn)定劑使用增多﹐同時(shí)熱穩(wěn)定劑總是與其它許多助劑﹐如增塑劑﹐加工改性劑等相伴存在﹐在這種情況下就要考慮其它助劑對(duì)熱穩(wěn)定劑性能影響等問(wèn)題。因此掌握各類(lèi)熱穩(wěn)定劑的基本性能﹐合理選擇和使用適宜的熱穩(wěn)定劑﹐大限度地發(fā)揮其有用的性能﹐避免消極影響﹐對(duì)于PVC設(shè)計(jì)是非常重要的.

?一﹑耐熱性

?熱穩(wěn)定劑的主要作用就是改善其耐熱性﹐這也是PVC加工使用熱穩(wěn)定劑的根本原因。

1.耐熱性的概念

（1）]?能改善PVC制品初期著色的性能﹐稱(chēng)為熱穩(wěn)定劑的初期耐熱性。能夠使PVC制品長(zhǎng)時(shí)間在高溫下保持原來(lái)的顏色﹐稱(chēng)為熱穩(wěn)定劑的長(zhǎng)期耐熱性。長(zhǎng)期耐熱性和初期耐熱性之間沒(méi)有必然的聯(lián)系﹐有的熱穩(wěn)定劑初期耐熱性一般﹐而長(zhǎng)期耐熱性較好﹐那么這類(lèi)熱穩(wěn)定劑屬于持效性。有的熱穩(wěn)定劑長(zhǎng)期耐熱性一般﹐而初期耐熱性?xún)?yōu)異﹐那么這類(lèi)熱穩(wěn)定劑屬于短效性。

（2）]靜態(tài)耐熱性和動(dòng)態(tài)耐熱性?靜態(tài)耐熱性是指樣品在靜態(tài)條件下受熱處理期間的耐熱性﹐所反應(yīng)的是單純化學(xué)反應(yīng)的耐熱性。PVC的澆注熔融成型和模塑制品的加工過(guò)程中就有類(lèi)似的反應(yīng)。動(dòng)態(tài)耐熱性是指樣品受到機(jī)械剪切力﹑壓力﹑和熱的作用下的耐熱性﹐所反應(yīng)的不僅僅有化學(xué)反應(yīng)的耐熱性﹐而且包括加工的動(dòng)態(tài)耐熱性。

2.各類(lèi)熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性

?從動(dòng)態(tài)耐熱性的角度來(lái)講﹐金屬皂性能良好﹐但其中也有差的﹐所以經(jīng)常需要配合使用。鉛鹽類(lèi)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)耐熱性差別不大﹐必須與潤(rùn)滑劑并用。從靜態(tài)耐熱性和動(dòng)態(tài)耐熱性的角度考慮﹐各類(lèi)穩(wěn)定劑都有其各自的特點(diǎn)。金屬皂的穩(wěn)定性隨金屬的種類(lèi)不同而異﹐堿金屬和堿土金屬皂等屬于長(zhǎng)期型﹐初期穩(wěn)定性不好。如鋁﹑鈣﹑鎂﹑鋇等。而鋅和鎘屬于初期性﹐長(zhǎng)期穩(wěn)定性不好。鉛皂介于二者之間。金屬皂的有機(jī)酸根對(duì)初期型和長(zhǎng)期型無(wú)影響。

??鉛鹽有初期著色現(xiàn)象﹐屬于長(zhǎng)期型。其酸根對(duì)耐熱性產(chǎn)生較大影響﹐在常用的鉛鹽產(chǎn)品中﹐亞鹽性能好﹐鹽次之﹐亞磷酸鹽次。鹽基性亞鉛在鉛鹽中耐熱性好。在有機(jī)錫化合物中﹐月桂酸酯類(lèi)初期耐熱性較差﹐長(zhǎng)期耐熱性良好﹔馬來(lái)酸酯類(lèi)初期著色性和長(zhǎng)期耐熱?性都很好。硫醇酯沒(méi)有初期著色性﹐而長(zhǎng)期耐熱性良好。銻類(lèi)穩(wěn)定劑初期著色性和長(zhǎng)期耐熱性均佳﹐性能和有機(jī)錫相似﹐但仍然無(wú)法與有機(jī)錫相比。與硬脂酸鈣﹑環(huán)氧化合物﹑亞磷酸酯有很好的協(xié)同效應(yīng)。稀土類(lèi)穩(wěn)定劑初期耐熱性和長(zhǎng)期耐熱性均可以﹐各種單一稀土類(lèi)穩(wěn)定劑之間性能差別不大﹐而混合稀土類(lèi)性能不如單一品種。環(huán)氧化合物﹑多元醇﹑亞磷酸酯是常用的長(zhǎng)期型穩(wěn)定劑。而β-二酮化合物屬于短效型﹐對(duì)改善長(zhǎng)期穩(wěn)定性也且定的效果﹐多做輔助穩(wěn)定劑。

3.熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同作用

? 熱穩(wěn)定性是熱穩(wěn)定劑的基本性能。一種好的熱穩(wěn)定劑﹐不但要有優(yōu)良靜態(tài)耐熱性﹐還要有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)耐熱性﹔不但要有優(yōu)良的初期穩(wěn)定性﹐還要有優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性﹔不但要經(jīng)得起加工時(shí)高溫的考驗(yàn)﹐還要經(jīng)得起塑料長(zhǎng)時(shí)間使用的考驗(yàn)。所以需要將不同物性的熱穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配﹐利用組分間的協(xié)同效應(yīng)﹐滿(mǎn)足不同的要求。

（1）?金屬皂之間的協(xié)同作用?堿金屬和堿土金屬皂等屬于長(zhǎng)期型﹐鋅和鎘屬于初期性﹐這些化合物并用不僅能得到良好的耐熱性﹐而且能得到良好的耐候性和加工性。

（2）金屬皂和β-二酮化合物的協(xié)同作用?β-二酮化合物的存在﹐能夠極大限度的改善初期著色﹐對(duì)于某些結(jié)構(gòu)的β-二酮化合物﹐在降解初期的30分鐘內(nèi)幾乎檢不出氯離子。

二﹑加工性

???熱穩(wěn)定劑對(duì)配制好的PVC物料加工性的影響﹐取決于熱穩(wěn)定劑的添加量和熱穩(wěn)定劑體系的具體的化學(xué)性質(zhì)。

（1）?金屬皂?在金屬皂中﹐鉛﹑鎘﹑鋅皂潤(rùn)滑性好﹐抗混煉扭矩值低﹐凝膠化緩慢﹔鎂﹑鈣﹑鍶﹑鋇皂凝膠化性能好﹐抗混煉扭矩值高。鋅皂延遲凝膠化。對(duì)于相同的金屬皂類(lèi)﹐有機(jī)酸根不同﹐加工性也不同。脂肪族羥酸皂模擬芳香族皂類(lèi)潤(rùn)滑性要好。在脂肪酸根中﹐隨著分子鏈的增長(zhǎng)﹐潤(rùn)滑性也相應(yīng)就也。

（2）鉛鹽類(lèi)?鉛鹽類(lèi)相對(duì)密度大且易凝集﹐在混料時(shí)難于分散均勻﹐加工性較差﹐需要金屬皂和潤(rùn)滑并用。

（3）?有機(jī)銻?有機(jī)銻穩(wěn)定劑潤(rùn)滑性較差﹐通常需要配用大量的潤(rùn)滑劑。