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无毒亚磷酸酯辅助热稳定剂在PVC制品配方中的作用

9已有 766 次阅读  2012-04-20 22:35   标签稳定剂  辅助  亚磷酸酯 
亚磷酸酯属于辅助抗氧剂,在抗氧剂体系中起着重要作用,它除了具有杰出的分解氢过
氧化物的能力(这是受阻酚主抗氧剂所不能的),同时还有良好的色泽保护能力,能将受阻酚
抗氧剂被氧化后的染色基团漂浅。此外,它还能够提高聚合物的加工温度,与光稳定剂有良
好的协同作用。
在PVC配方中一般认为亚磷酸酯主要起鳌合剂作用,它单独使用时无明显的稳定效果,
但同金属皂并用后,能络合金属氯化物,改善耐热性和耐候性,保持透明性。它还能和有机
锡、环氧化合物并用而显示协同效应。它可以减少主稳定剂的用量,特别是价格昂贵的有机
锡稳定剂的用量。有机亚磷酸酯广泛用于液体复合稳定剂中,约占总量的10%~30%,在PVC
制品的配方中,特别是透明制品中有着较广泛的应用,用量一般在0. 3~1.0phr。
亚磷酸酯稳定PVC的各种方式及机理
PVC热降解脱氯化氢主要有自由基机理、离子机理和单分子机理等几种解释。目前普遍
接受的是自由基链式反应机理。按此机理,PVC中存在的双键、支化点、残存引发剂端基、
含氧结构等,经热或光活化产生自由基,在自由基引发下,PVC发生链式反应脱氯化氢而降
解。PVC脱氯化氢形成双键,由于烯丙基的活性,该反应不断进行,继续形成共扼双键,成
为多烯结构而引起PVC变色。新的自由基又进一步引发PVC降解,形成链式反应,从而加剧
PVC的降解。亚磷酸酯通过不同手段和方式对PVC的稳定性产生作用,明斯凯尔和特罗伊茨
长雅等人均进行过详细的研究,他们认为主要是通过阿布卓夫(Arbuzov)反应,使PVC大分
子防止了初期着色,并改善了热稳定性。
(1)捕捉PVC降解中放出的氯化氢,抑制其自催化作用。
(2)置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子,抑制脱氯化氢。
(3)钝化有害金属离子:PVC树脂中或配混辅料中含有的金属离子如Fe2+、Mn2+等,在其热降
解过程中生成的金属氯化物,尤其是ZnCI2, CdCI2具有强烈的促进PVC脱氯化氢的作用。亚
磷酸酯能使这些离子钝化,防止其金属氯化物的析出,从而提高PVC制品的透明性。亚磷酸
酯可以直接与金属盐类鳌合,防止产生金属氯化物,同时也可以直接鳌合金属氯化物。
(4)抗氧化作用:由于有机亚磷酸酯本身就是一种辅助抗氧剂,能捕捉氧和分解过氧化物。
(5)抑制自由基:亚磷酸酯在PVC中稳定作用的机理相当复杂,很难讲哪种稳定作用大,有
些还只是一种理论的推测。但不管亚磷酸酯的化学鳌合作用是否真实,实际应用中亚磷酸酯
作为PVC防浊剂确实是十分有效的。此外,亚磷酸酯对含有铅盐、钡盐、钙盐的PVC塑料的
透明度也有很好的改进作用。
(6)在压延成型和挤出成型时具有优异的剥离性,不粘辊和模具,提高生产速率,抑制淅出
物的产生。
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