Chất ổn định PVC là gì?

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

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

Các chất ổn định PVC thông dụng bao gồm chất ổn định hữu cơ thiếc, chất ổn định muối kim loại và chất ổn định muối vô cơ. Chất ổn định hữu cơ thiếc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm PVC do tính trong suốt, khả năng chống chịu thời tiết tốt và tính tương thích cao. Chất ổn định muối kim loại thường sử dụng muối canxi, kẽm hoặc bari, có thể cung cấp độ ổn định nhiệt tốt hơn. Chất ổn định muối vô cơ như sunfat chì tribasic, photphit chì dibasic, v.v. có độ ổn định nhiệt lâu dài và khả năng cách điện tốt. Khi lựa chọn chất ổn định PVC phù hợp, cần xem xét 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 vật lý và hóa học của sản phẩm PVC, do đó cần có công thức và thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo tính phù hợp của chất ổn định. Phần giới thiệu chi tiết và so sánh các chất ổn định PVC khác nhau như sau:

Chất ổn định hợp kim thiếc hữu cơ:Các chất ổn định gốc thiếc hữu cơ là những chất ổn định hiệu quả nhất cho các sản phẩm PVC. Các hợp chất của chúng là sản phẩm phản ứng của oxit thiếc hữu cơ hoặc clorua thiếc hữu cơ với các axit hoặc este thích hợp.

Các chất ổn định organotin được chia thành loại chứa lưu huỳnh và loại không chứa lưu huỳnh. Chất ổn định chứa lưu huỳnh có độ ổn định vượt trội, nhưng lại gặp vấn đề về mùi vị và hiện tượng ố màu tương tự như các hợp chất chứa lưu huỳnh khác. Các chất ổn định organotin không chứa lưu huỳnh thường dựa trên axit maleic hoặc este một nửa axit maleic. Chúng có đặc điểm như...chất ổn định thiếc metylkém hiệu quả hơnchất ổn định nhiệtVới độ ổn định ánh sáng tốt hơn.

Các chất ổn định gốc thiếc hữu cơ chủ yếu được sử dụng trong 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.

Với vai trò là chất ổn định nhiệt, các hợp chất chì sẽ không làm ảnh hưởng đến 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 độc tính;

- Nhiễm chéo, đặc biệt là với lưu huỳnh;

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

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

- Chất ổn định chì thường làm cho các sản phẩm PVC trở nên đục ngay lập tức và nhanh chóng bị đổi màu sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.

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. Nhờ tác dụng tổng quát của nó, nhiều sản phẩm PVC dẻo và cứng được tạo ra như lớp vỏ ngoài của cáp, tấm PVC cứng mờ, ống cứng, da nhân tạo và kim tiêm.

Chất ổn định muối kim loại: Chất ổn định muối kim loại hỗn hợpChất ổn định là tập hợp của nhiều hợp chất khác nhau, thường được thiết kế theo các ứng dụng và người sử dụng PVC cụ thể. Loại chất ổn định này đã phát triển từ việc chỉ thêm bari succinat và axit cadmi palm thành việc trộn vật lý xà phòng bari, xà phòng cadmi, xà phòng kẽm và photphit hữu cơ, cùng với chất chống oxy hóa, dung môi, chất độn, chất hóa dẻo, chất tạo màu, chất hấp thụ tia UV, chất làm sáng, chất điều chỉnh độ nhớt, chất bôi trơn và hương liệu nhân tạo. Do đó, có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của chất ổn định cuối cùng.

Các chất ổn định kim loại, như bari, canxi và magie, không bảo vệ được màu sắc 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 màu đen sau khi chịu nhiệt liên tục.

Ban đầu, chất ổn định cadmium và kẽm được sử dụng vì chúng trong suốt và có thể duy trì màu sắc ban đầu của các sản phẩm PVC. Độ ổn định nhiệt lâu dài của chất ổn định cadmium và kẽm kém hơn nhiều so với chất ổn định bari, vốn có xu hướng phân hủy hoàn toàn đột ngột mà không có dấu hiệu báo trước.

Ngoài yếu tố tỷ lệ kim loại, tác dụng của chất ổn định muối kim loại còn liên quan đến các 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, sự thay đổi màu sắc của chất tạo màu 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 stearate.

Các 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.