科普：PVC热稳定剂的作用机理及发展前景

热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一，虽然使用的份数不多，但其作用是巨大的。在PVC加工中使用热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度，使其保持性能。

1. PVC的热降解：

PVC在100～150℃明显分解，紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会**加速PVC的分解。关于PVC的降解机理比较复杂，没有统一的定论，研究者提出的主要有自由基机理、离子机理和单分子机理。

2. PVC的热稳定：

在加工过程中，PVC的热分解对于其他的性质改变不大，主要是影响了成品的颜色，加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。当脱去的HCl质量分数达到0.1%，PVC的颜色就开始改变。根据形成的共轭双键数目的不同，PVC会呈现不同种颜色（黄、橙、红、棕、黑）。如果PVC热分解过程中有氧气存在的话，则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。但在产品使用的长时间内，PVC的热降解对材料的性能影响非常大。

PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同，所达到的稳定效果也有所区别。

1、 铅盐稳定剂

铅盐稳定剂可分为3类：

(1)单纯的铅盐稳定剂，多半是含有PbO的盐基性盐；

(2)具有润滑作用的热稳定剂，主要是脂肪酸的中性和盐基性盐；

(3)复合铅盐稳定剂，以及含有铅盐和其它稳定剂与组分的协同混合物的固体和液体复合稳定剂。

铅盐稳定剂的热稳定作用较强，具有良好的介电性能，且价格低廉，与润滑剂合理配比可使PVC树脂加工温度范围变宽，加工及后加工的产品质量稳定，铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异，价廉等特点。但是铅盐有毒，不能用于接触食品的制品, 也不能制得透明的制品, 而且易被硫化物污染生成黑色的硫化铅。

2、金属皂类稳定剂

硬脂酸皂类热稳定剂一般是碱土金属（钙、镉、锌、钡等）与硬脂酸、月桂酸等皂化制取。产品种类较多，各有其特点。一般来说润滑性硬脂酸优于月桂酸，而与PVC相容性月桂酸优于硬脂酸。

金属皂由于能吸收HCl，某些品种还能通过其金属离子的催化作用以脂肪酸根取代活性部位的Cl原子，因此可以对PVC起到不同程度的热稳定作用。PVC工业中极少是有单一的金属皂化合物，而通常是几种金属皂的复合物。常见的是钙锌皂类稳定剂。根据Frye-horst机理，钙/锌复合稳定剂稳定机理可认为：首先锌皂与PVC链上烯丙基氯反应，然后钙皂、锌皂与氯化氯反应生成不稳定的金属氯化物。这时,作为中间媒介的辅助稳定剂再把氯原子转移到钙皂中去,使锌皂再生,延迟了具有促进脱氯化氢作用的氯化锌的生成。

钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包装，但其稳定性相对教低，钙类稳定剂用量大时透明度差，易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能，国内已经有用于硬质管材的透明钙锌复合稳定剂出现。

3、 有机锡稳定剂

有机锡中的烷基锡通常是甲基、正丁基、正辛基等三种。日本生产的大多是丁基锡类,欧洲辛基锡类更普遍一些,这是欧洲认可的标准无毒稳定剂,美国则甲基锡用的较为多一些。常用的有机锡类稳定剂有三大类:（1）脂肪族酸盐类，主要是指二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡等；（2）马来酸盐类,主要是指马来酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯) 二丁基锡、马来酸二正辛基锡等；（3）硫醇盐类,其中双(硫基羧酸) 酯是用量最多。

4、 稀土稳定剂

稀土类热稳定剂主要包括资源丰富的轻稀土镧、铈、钕的有机弱酸盐和无机盐。有机弱酸盐的种类有硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水杨酸稀土、柠檬酸稀土、月桂酸稀土、辛酸稀土等。

5、其他稳定剂

PVC热稳定剂的目前状况及发展趋势：

进入21世纪后,由于全球对环境保护的要求日益严格,限制重金属稳定剂的法规日益加剧,使热稳定剂的生产及消费进一步向无毒、低毒、复合高效方向发展,无铅、无镉化已引起发达国家的普遍重视,替代产品不断出现和应用,铅、镉(特别是镉)稳定剂的应用已呈逐步下降的态势，出现了一些无毒或者是低毒的热稳定剂(如有机锡类化合物、钙\锌皂盐、稀土稳定剂等)。

尽管近年我国的复合型、无毒和低毒的热稳定剂生产与开发取得了相当的成绩,但是与世界先进水平相比存在许多的不足和较多差距（如品种少，生产规模小等）。我国新型热稳定剂生产与应用远远不能满足国内PVC工业的发展，一些比较高档的PVC制品所需的热稳定剂还主要依赖于进口。我国PVC工业的快速发展，为热稳定剂行业的发展提供了良好的市场保障和广阔的发展空间，同时也对热稳定剂行业提出了更高的要求。

有鉴于此，致力于环保的山东万图高分子材料有限公司，坚持可持续发展之路，贯彻“科技缔造健康，创新引领未来”的发展理念，致力于打造与人类健康密切相关的高分子材料生产基地。万图公司生产的钙锌复合稳定剂，环保无毒，较市面上的钙锌稳定剂产品使用效果更加优异，性价比更高，在生产过程中严格控制生产质量，每批次都遵循严格的出厂检验，品质得到保证，产品广泛应用于各种不透明软质PVC制品：丝圈脚垫，压延法地板革、护套料、压延膜、软管、汽车配件、玩具、防水卷材等等。

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