De degradatie van PVC wordt voornamelijk veroorzaakt door de ontbinding van actieve chlooratomen in het molecuul onder invloed van verhitting en zuurstof, wat resulteert in de productie van HCl. Daarom zijn PVC-warmtestabilisatoren hoofdzakelijk verbindingen die de chlooratomen in PVC-moleculen kunnen stabiliseren en de vrijgave van HCl kunnen voorkomen of absorberen. R. Gachter et al. classificeerden de effecten van warmtestabilisatoren als preventief en herstellend. De eerste heeft als functie het absorberen van HCl, het vervangen van onstabiele chlooratomen, het elimineren van ontstekingsbronnen en het voorkomen van zelfoxidatie. Het herstellende type is gericht op het toevoegen aan de polyenstructuur, het reageren met onverzadigde delen in PVC en het vernietigen van carbokationen. Concreet, als volgt:
(1) Absorbeer HCl dat uit PVC wordt geëxtraheerd om de zelfkatalytische activiteit ervan te remmen. Producten zoals loodzouten, organische zuurmetaalzepen, organotinverbindingen, epoxyverbindingen, aminen, metaalalkoxiden en fenolen, en metaalthiolen kunnen allemaal met HCl reageren om de de-HCl-reactie van PVC te remmen.
Me(RCOO)2 + 2HCl MeCl + 2RCOOH
(2) Vervang of elimineer onstabiele factoren zoals allylchlorideatomen of tertiaire koolstofchlorideatomen in PVC-moleculen en elimineer het initiatiepunt van de HCl-verwijdering. Als de tinatomen van organische tinstabilisatoren coördineren met de onstabiele chlooratomen van PVC-moleculen en de zwavelatomen in organisch tin coördineren met de overeenkomstige koolstofatomen in PVC, worden de zwavelatomen in het coördinatielichaam vervangen door de onstabiele chlooratomen. Wanneer HCl aanwezig is, splitst de coördinatiebinding en bindt de hydrofobe groep zich stevig aan de koolstofatomen in PVC-moleculen, waardoor verdere reacties van HCl-verwijdering en de vorming van dubbele bindingen worden geremd. Van de metaalzepen hebben zinkzeep en potzeep de snelste substitutiereactie met onstabiele chlooratomen, bariumzeep de langzaamste, calciumzeep nog langzamer en loodzeep zit daar tussenin. Tegelijkertijd hebben de gevormde metaalchloriden een wisselende mate van katalytisch effect op de verwijdering van HCl, en hun sterkte is als volgt:
ZnCl>CdCl>>BaCl, CaCh>R2SnCl2 (3) wordt toegevoegd aan dubbele bindingen en co-geconjugeerde dubbele bindingen om de ontwikkeling van polyene-structuren te voorkomen en de kleuring te verminderen. Onverzadigde zuurzouten of complexen hebben dubbele bindingen die een diëen-additiereactie ondergaan met PVC-moleculen, waardoor hun covalente structuur wordt verstoord en kleurverandering wordt geremd. Bovendien gaat metaalzeep gepaard met dubbele-bindingsoverdracht bij vervanging van allylchloride, wat schade toebrengt aan de polyene-structuur en zo kleurverandering remt.
(4) Vrije radicalen afvangen om automatische oxidatie te voorkomen. Als het toevoegen van fenolische warmtestabilisatoren de verwijdering van HCl kan blokkeren, komt dat doordat de waterstofatoomvrije radicalen die door fenolen worden geleverd, zich kunnen koppelen aan de afgebroken PVC-macromoleculaire vrije radicalen, waardoor een stof ontstaat die niet met zuurstof kan reageren en een thermisch stabiliserend effect heeft. Deze warmtestabilisator kan een of meerdere effecten hebben.
Geplaatst op: 29 maart 2024
