PVC热稳定剂的研究现状及发展趋势
2017-03-18孙宏达张国栋邱月高枫张翔
辽宁化工 2017年6期
孙宏达,张国栋,邱月,高枫,张翔
(沈阳化工大学, 辽宁 沈阳 110142)
近十年中国塑料工业发展迅速,塑料工业已经作为基础材料产业,且它的应用规模已远远超越钢材、水泥、木材这三种基础材料,是工业、农业、能源、交通运输等国民经济各领域不可缺少的重要材料之一。聚氯乙烯(PVC)作为第二大合成树脂,它的消费量仅次于聚乙烯,近几年全球的总产能一直在增加,中国PVC产能尤为突出。2010年中国PVC产量1 130万t,2015年中国PVC产量1 609.2万t,2010-2015年中国PVC产能平均增速在4.54%,产量平均增速在9.58%。
PVC分子结构式如图1所示,单体经自由基引发聚合而成。温度在120~130 ℃时,PVC开始热分解,释放出HCl气体,但加工温度大于160 ℃才能塑化成型,加过过程中PVC若不抑制HCl的产生,分解将会进一步加剧。

图1 PVC分子结构式
氯乙烯的自由基引发聚合中,分子中可能包含如图2所示结构,造成PVC不稳定。

图2 PVC不稳定结构
在加热过程,PVC分子链增长过程会生成叔碳原子,叔碳原子由于键能低、电子云分布密度小而成为活泼原子,与相连的氯原子与氢原子很容易形成HCl并脱除。HCl的脱除加剧了PVC的分解,为了维护热加工过程PVC的热稳定性,因此必须加入相应的助剂,修补 PVC链的缺陷,同时及时吸收PVC脱氯产生的HCl。研究发现PVC塑料中如果含有少量的铅盐、金属皂、酚、芳胺等添加剂时,能在一定程度上延缓PVC热分解同时不影响PVC的其它理化性能。随着塑料行业的迅速发展,PVC热稳定剂已发展成为重要的塑性加工助剂,种类主要有复合稀土类、、水滑石类、钙锌热稳定剂以及铅盐类。……
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