Термостабилизаторы

Термостабилизаторы-это класс функциональных агентов, специально предназначенных для предотвращения или замедления деградации, сшива и других необратимых химических изменений в высокомолекулярном материале в процессе обработки, хранения и использования, что приводит к ухудшению свойств материала.  Они играют важную роль в поддержании внешнего вида материалов, механических свойств и продлении срока службы, и наиболее широко и представительной областью их применения является обработка поливинилхлорида (ПВХ).

Центральная роль

С необходимостью взять ПВХ в качестве примера, молекулярная структура имеет очаги теплового дефекта, который при нагреве (особенно при температуре обработки) легко разлагается и выделяет хлористый водород (HCl).  Если этот процесс не сдерживается, он может привести к образованию сопряженных долен структур, которые приводят к постепенному превращению материала с первоначального желтого на коричневый или даже черный цвет, что сопровождается резким снижением механических свойств (таких как прочность, вязкость).  Что еще более важно, высвобождаемый HCl сам по себе оказывает каталитическое воздействие на дальнейшую деградацию ПВХ, создавая порочный круг.  Основная миссия термостабилизаторов заключается в том, чтобы разорвать этот порочный круг с помощью химических средств, чтобы обеспечить плавную высокотемпературную обработку ПВХ и поддерживать стабильность характеристик конечного продукта.

Основные категории и механизмы действия

В зависимости от химического состава Теплостабилизаторы можно разделить на следующие широкие классы, которые обычно работают с помощью совместных ремиксов:

Оглование хлористого водорода (HCl): это самая основная функция.  Все термостабилизаторы могут действовать в качестве приемников HCl, удаляя продукты деградации путем нейтрализационной реакции, тем самым устраняя их самокаталитический эффект.  Например, стабилизатор соли свинца образует стабильный хлорид свинца в результате реакции с HCl, а металлическое мыло (например, стеарат кальция) в стабилизаторе кальция и цинка также реагирует с HCl.

Замена атомов нестабильного хлора: атомы нестабильного хлора, такие как ленпропилхлор, присутствуют в молекулярной цепи ПВХ, являются отправной точкой для разложения.  Эффективные термостабилизаторы, такие как цинковое мыло и оловянные стабилизаторы, могут заменить эти нестабильные атомы хлора более стабильными группами путем этерификации, что в корне препятствует началу цепи деградации.

Реакция с ненасыщенной структурой: последовательность полиена, образующаяся в процессе деградации, является прямой причиной обесцвечивания ПВХ.  Некоторые стабилизаторы, такие как оловоорганическое олово, могут вступать в аддитивную реакцию с этими сопряженными двойными связями, прерывая их рост, тем самым эффективно подавляя раннее окрашивание материала.

Антиэрозионное действие: некоторые компоненты стабилизатора также имеют функцию антиоксиданта, могут удалить свободные радикалы и предотвратить окислительную деградацию.

Основные виды и области применения

Стабилизаторы свинца: когда-то преобладали и имели превосходную тепловую стабильность, но были в основном сняты с употребления в связи с токсичностью в соответствии с природоохранными нормами.

Стабилизатор Ca/Zn: наиболее широко используемый экологически нетоксичный стабилизатор.  Стабилизационный эффект благодаря синергии мыла кальций и цинкового мыла, является первым выбором в областях с высокими требованиями к гигиене и безопасности пищевых продуктов, медицинских приборов, питьевой воды, профилей окон и дверей.

Стабилизаторы олова: известный своей исключительной прозрачностью и сохранением первоначального цветового тона, широко используется в жестких изделиях из ПВХ, требующих высокой прозрачности, таких как бутылки, листы и прозрачные твердые трубки.

Другие: сюда входят редкоземельные стабилизаторы, горка и т. д., которые постоянно разрабатываются в качестве вспомогательных стабилизаторов или экологических альтернатив.

Таким образом, термостабилизаторы являются ключом к реализации крупномасштабного промышленного применения термомолекулярных материалов, таких как ПВХ.  Благодаря высокоточному химическому действию они гарантируют, что материал сохраняет свое высокое качество после высокотемпературной обработки, и являются незаменимым «партнером по обработке» в пластмассовой промышленности.