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水性硬脂酸鈣和水性硬脂酸鋅在鈣鋅穩定劑配方中的作用機理

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水性硬脂酸鈣和水性硬脂酸鋅在鈣鋅穩定劑配方中的作用機理

發布日期:2018-11-30 作者: 點擊:

PVC加工過程中其大分子鏈上的不穩定氯原子(如烯丙基氯)受熱易脫HCL,形成具有共軛雙鍵的多烯結構,導致PVC顏色發生如下變化:無色(或白色)~淡黃~黃橙~紅橙~紅棕~褐,使PVC的物理化學性能變差。


  鈣鋅穩定劑的作用機理就是:Zn皂作為主穩定劑,同時具有置換活潑氯和吸收HCl的功能,隨後生成的金屬氯化物是路易斯酸,能夠促進脫HCI反應的進行。PVC會在很短時間內便發生惡性降解,導致“鋅燒”現象。其反應式為:


  Zn(O2C--R)2+2PVC--Cl-------ZnCl2+2PVC--O-CO-R


  因此,鋅皂必須並用協效穩定劑,主要包括硬脂酸皂類。由於硬脂酸鈣無毒,因此鋅皂常與硬脂酸鈣複配。鈣皂僅僅顯示捕獲HCI的作用,不能置換活潑氯,生成的金屬氯化物對脫HCI反應無催化作用,但能有效置換鋅皂生成的氯化物,使之再生。其反應式為:


  ZnCl2+Ca(O2C--R)2---------Zn(O2C-R)2+CaCl2


  一般說來,鈣皂含量增加能提高製品的長期穩定性,但抑製初期著色性能差;相反,鋅皂含量高,製品的初期著色性可以得到改善,但另“鋅燒”,且長期穩定性下降。因此,在鈣鋅複合穩定劑中通過選擇合理的鈣皂、鋅皂配比,利用其協同效應可以達到較好的穩定效果。


  從反應機理看,由於鈣的原子量比鋅小,同樣質量的硬脂酸鈣應能完全置換硬脂酸鋅與不穩定氯原子反應所形成的氯化鋅,並使之再生。


  硬脂酸鈣過量穩定性較好的原因是:①由於加工過程中PVC為黏稠的熔體,由於空間位置的原因,鋅皂置換不穩定氯原子形成的氯化鋅,可能無法被快速置換成氯化鈣。②硬脂酸鋅無法完全置換PVC分子鏈中的不穩定氯原子,不穩定氯原子形成的HCI需要迅速吸收,過量的硬脂酸鈣可以及時吸收HCl,阻止其對PVC降解的催化作用。如硬脂酸鈣的用量低於硬脂酸鋅,則過量的硬脂酸鋅與PVC分子鏈上的不穩定氯反應生成了HCI,促進了PVC的分解。當CaSt2過量時,CaSt2與ZnC12反應,抑製ZnC12對PVC熱分解的催化作用,過量的CaSt2起到了輔助穩定的作用,PVC的熱穩定時間延長。

水性硬脂酸鈣,水性硬脂酸鋅,水性硬脂酸鋇鎂


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