Chất ổn định PVC là gì

Chất ổn định PVClà chất phụ gia được sử dụng để cải thiện tính ổn định nhiệt của polyvinyl clorua (PVC) và copolymer của nó. Đối với nhựa PVC, nếu nhiệt độ xử lý vượt quá 160℃, sẽ xảy ra phân hủy nhiệt và khí HCl sẽ được sinh ra. Nếu không được ngăn chặn, sự phân hủy nhiệt này sẽ trầm trọng hơn nữa, ảnh hưởng đến sự phát triển và ứng dụng của nhựa PVC.

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu nhựa PVC chứa một lượng nhỏ muối chì, xà phòng kim loại, phenol, amin thơm và các tạp chất khác, quá trình xử lý và ứng dụng của nó sẽ không bị ảnh hưởng, tuy nhiên, quá trình phân hủy nhiệt của nó có thể được giảm thiểu ở một mức độ nhất định. Các nghiên cứu này thúc đẩy việc thành lập và phát triển liên tục các chất ổn định PVC.

Các chất ổn định PVC phổ biến bao gồm chất ổn định organotin, chất ổn định muối kim loại và chất ổn định muối vô cơ. Chất ổn định organotin được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm PVC vì tính trong suốt, khả năng chống chịu thời tiết tốt và khả năng tương thích. Chất ổn định muối kim loại thường sử dụng muối canxi, kẽm hoặc bari, có thể cung cấp độ ổn định nhiệt tốt hơn. Các chất ổn định muối vô cơ như chì sunfat tribasic, chì photphit dibasic, v.v. có độ ổn định nhiệt lâu dài và cách điện tốt. Khi lựa chọn chất ổn định PVC phù hợp, bạn cần cân nhắc đến các điều kiện ứng dụng của sản phẩm PVC và các đặc tính ổn định cần thiết. Các chất ổn định khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của các sản phẩm PVC về mặt vật lý và hóa học, do đó, cần phải có công thức và thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo tính phù hợp của các chất ổn định. Giới thiệu chi tiết và so sánh các chất ổn định PVC khác nhau như sau:

Chất ổn định organotin:Chất ổn định organotin là chất ổn định hiệu quả nhất cho các sản phẩm PVC. Hợp chất của chúng là sản phẩm phản ứng của oxit organotin hoặc clorua organotin với axit hoặc este thích hợp.

Chất ổn định organotin được chia thành chất ổn định có chứa lưu huỳnh và không chứa lưu huỳnh. Độ ổn định của chất ổn định có chứa lưu huỳnh rất tốt, nhưng có vấn đề về mùi vị và nhuộm chéo tương tự như các hợp chất có chứa lưu huỳnh khác. Chất ổn định organotin không chứa lưu huỳnh thường dựa trên este axit maleic hoặc nửa axit maleic. Chúng giống như chất ổn định metyl thiếc là chất ổn định nhiệt kém hiệu quả hơn với độ ổn định ánh sáng tốt hơn.

Chất ổn định organotin chủ yếu được sử dụng cho bao bì thực phẩm và các sản phẩm PVC trong suốt khác như ống mềm trong suốt.

Chất ổn định chì:Các chất ổn định chì điển hình bao gồm các hợp chất sau: chì stearat dibasic, chì sulfat tribasic ngậm nước, chì phthalat dibasic và chì phosphat dibasic.

Là chất ổn định nhiệt, hợp chất chì sẽ không làm hỏng các đặc tính điện tuyệt vời, khả năng hấp thụ nước thấp và khả năng chống chịu thời tiết ngoài trời của vật liệu PVC. Tuy nhiên,chất ổn định chìcó những nhược điểm như:

- Có tính độc hại;

- Nhiễm chéo, đặc biệt là nhiễm lưu huỳnh;

- Tạo ra chì clorua, tạo thành các vệt trên sản phẩm hoàn thiện;

- Tỷ lệ nặng, dẫn đến tỷ lệ trọng lượng/thể tích không đạt yêu cầu.

- Chất ổn định chì thường làm cho sản phẩm PVC trở nên đục ngay lập tức và nhanh chóng đổi màu sau khi chịu nhiệt liên tục.

Mặc dù có những nhược điểm này, chất ổn định chì vẫn được sử dụng rộng rãi. Đối với cách điện, chất ổn định chì được ưa chuộng hơn. Tận dụng hiệu quả chung của nó, nhiều sản phẩm PVC mềm dẻo và cứng được tạo ra như lớp ngoài cáp, tấm cứng PVC mờ, ống cứng, da nhân tạo và ống tiêm.

Chất ổn định muối kim loại: Chất ổn định muối kim loại hỗn hợplà các hợp chất tổng hợp của nhiều hợp chất khác nhau, thường được thiết kế theo các ứng dụng và người dùng PVC cụ thể. Loại chất ổn định này đã phát triển từ việc chỉ thêm bari succinat và axit cọ cadmium vào quá trình trộn vật lý xà phòng bari, xà phòng cadmium, xà phòng kẽm và phosphite hữu cơ, với chất chống oxy hóa, dung môi, chất kéo dài, chất hóa dẻo, chất tạo màu, chất hấp thụ tia UV, chất làm sáng, chất kiểm soát độ nhớt, chất bôi trơn và hương vị nhân tạo. Do đó, có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của chất ổn định cuối cùng.

Chất ổn định kim loại, chẳng hạn như bari, canxi và magiê không bảo vệ màu ban đầu của vật liệu PVC nhưng có thể cung cấp khả năng chịu nhiệt lâu dài. Vật liệu PVC được ổn định theo cách này ban đầu có màu vàng/cam, sau đó dần chuyển sang màu nâu và cuối cùng là đen sau khi đun nóng liên tục.

Chất ổn định cadmium và kẽm được sử dụng đầu tiên vì chúng trong suốt và có thể giữ nguyên màu sắc ban đầu của sản phẩm PVC. Độ bền nhiệt lâu dài do chất ổn định cadmium và kẽm cung cấp kém hơn nhiều so với chất ổn định bari, có xu hướng phân hủy hoàn toàn đột ngột mà hầu như không có dấu hiệu.

Ngoài yếu tố tỷ lệ kim loại, tác dụng của chất ổn định muối kim loại còn liên quan đến hợp chất muối của chúng, đây là những yếu tố chính ảnh hưởng đến các tính chất sau: độ bôi trơn, độ linh động, độ trong suốt, độ thay đổi màu của sắc tố và độ ổn định nhiệt của PVC. Dưới đây là một số chất ổn định kim loại hỗn hợp phổ biến: 2-ethylcaproate, phenolate, benzoate và stearat.

Chất ổn định muối kim loại được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm PVC mềm và các sản phẩm PVC mềm trong suốt như bao bì thực phẩm, vật tư y tế và bao bì dược phẩm.