Chất ổn định PVC là gì

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

Các nghiên cứu đã 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. Những nghiên cứu này thúc đẩy việc thiết 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 nhờ 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 mang lại 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 khả năng cách điện tốt. Khi lựa chọn chất ổn định PVC phù hợp, bạn cần cân nhắc 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 sản phẩm PVC về mặt vật lý và hóa học, do đó cần có công thức và thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo tính phù hợp của chất ổn định. Giới thiệu chi tiết và so sánh các loại chất ổn định PVC 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 loại có chứa lưu huỳnh và loại 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 hiện tượng nhuộm chéo tương tự như các hợp chất chứa lưu huỳnh khác. Chất ổn định organotin không chứa lưu huỳnh thường dựa trên este axit maleic hoặc nửa axit maleic. Chúng thích hợp cho:chất ổn định metyl thiếckém hiệu quả hơnchất ổn định nhiệtvới độ ổn định ánh sáng tốt hơn.

Chất ổn định organotin chủ yếu được ứng dụng cho bao bì thực phẩm và các sản phẩm PVC trong suốt khác như ống 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 độc tính;

- Nhiễm chéo, đặc biệt là nhiễm lưu huỳnh;

- Tạo ra chì clorua, tạo thành 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 mờ đục ngay lập tức và nhanh chóng đổi màu sau khi chịu nhiệt liên tục.

Bất chấp 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. Nhờ hiệu quả tổng thể của nó, nhiều sản phẩm PVC mềm dẻo và cứng đã được sản xuất, chẳng hạn như lớp vỏ cáp, tấm cứng PVC mờ đục, ống cứng, da nhân tạo và ống tiêm.

Chất ổn định muối kim loại: Chất ổn định muối kim loại hỗn hợplà hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau, thường được thiết kế theo 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 đến việc trộn vật lý xà phòng bari, xà phòng cadmium, xà phòng kẽm và phốt phát hữu cơ, với chất chống oxy hóa, dung môi, chất độn, chất hóa dẻo, chất tạo màu, chất hấp thụ tia UV, chất làm sáng, chất kiểm soát độ nhớt, chất bôi trơn và hương liệu nhân tạo. Do đó, có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của chất ổn định cuối cùng.

Các chất ổn định kim loại, chẳng hạn như bari, canxi và magie, không bảo vệ được 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 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 hầu như không có dấu hiệu.

Ngoài yếu tố tỷ lệ kim loại, hiệu quả 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.