Характеристики производительности и применения термостабилизаторов

В реальном сотрудничестве, помимо удовлетворения потребностей в термической стабильности, стабилизаторы часто должны обладать отличной обрабатываемостью, устойчивостью к погодным условиям, начальной окраской, светостойкостью и строгими требованиями к запаху и вязкости. В то же время продукты ПВХ также постоянно меняются, включая трубы, листы, детали, формованные методом экструзии, детали, формованные методом инжекции, пенопластовые изделия, пастообразные смолы и т. д. Поэтому выбор термостабилизаторов при переработке ПВХ имеет большое значение, и большинство перерабатывающих формул необходимо разрабатывать самим производителям переработки.
1.1 Органические оловянные стабилизаторы
(1) Главное преимущество органотиновых стабилизаторов - это их выдающаяся прозрачность. Используя органотиновые стабилизаторы в формулах ПВХ, можно получить кристаллические продукты. Из-за этого органотин можно использовать в бутылках, контейнерах, гофрированных досках, различных типах жесткой упаковки, шлангах, профилях, пленках и т. д.
(2) В настоящее время нет другого типа термостабилизатора, который мог бы превзойти его исключительную термическую стабильность. Поэтому он является предпочтительным стабилизатором для жесткого ПВХ, а некоторые сорта также показывают хорошие результаты в мягких продуктах. Он применим ко всем гомополимерам ПВХ, таким как лосьон, суспензия и сыпучий ПВХ, а также к сополимерам, гетерополимерам и смешанным полимерам винилхлорида.
(3) Большинство органических оловянных стабилизаторов нетоксичны, и их миграция в жестком ПВХ минимальна. Поэтому органические оловянные стабилизаторы являются предпочтительными термостабилизаторами для ПВХ, используемого в контакте с пищей.
(4) Хорошая совместимость: Органические оловянные стабилизаторы имеют хорошую совместимость с ПВХ, поэтому явление осаждения на металлических поверхностях, которое часто встречается в системах стабилизаторов на основе свинцовых солей и металлических мыльных системах, обычно не происходит.
(5) Самосмазывающие свойства серосодержащих оловянных стабилизаторов несколько плохи. Поэтому многие коммерчески доступные серосодержащие органотиновые соединения оснащены смазочными веществами для предотвращения прилипания горячего расплава к перерабатывающему оборудованию во время переработки.
(6) По сравнению с другими типами стабилизаторов комплексная производительность органотиновых стабилизаторов ближе к идеальному стабилизатору из-за их высокой стоимости. Но основным недостатком всех органотиновых стабилизаторов независимо от их структуры является то, что их производственная стоимость значительно выше стоимости свинцовых стабилизаторов или металлических мыльных композитов. В последние годы использование новых синтетических технологий или снижение их использования в формулах привело к снижению затрат на формулы. В 1970-х годах за границей были разработаны недорогие оловянные продукты, что снизило содержание олова и в некоторой степени снизило цены.
1.2 Свинцовые соли
(1) Отличные стабильностные эксперименты показали, что среди широко используемых свинцовых солей на основе соли сульфит имеет лучшую термостойкость по сравнению с сульфатом, тогда как сульфат имеет лучшую термостойкость по сравнению с гипофосфитом. Трибазовый свинцовый сульфат, который широко используется в промышленности ПВХ, имеет более высокое эффективное содержание свинца и демонстрирует лучшую термическую стабильность по сравнению с другими продуктами.
(2) Благодаря своей неионной и некондуктивной природе свинцовые соли обладают отличными изоляционными свойствами и поэтому инертны. Это делает свинцовые сольные стабилизаторы широко используемыми в проводной и кабельной промышленности.
(3) Многие сольные соединения обладают отличной устойчивостью к погодным условиям и могут выступать в качестве белых пигментов, демонстрируя сильное покрытие и тем самым обладая высокой устойчивостью к погодным условиям.
(4) Плохая прозрачность является проблемой, связанной с устойчивостью к погодным условиям. При использовании в проводах, кабелях и записывающих материалах прозрачность не является проблемой, так как большинство из этих продуктов белые или очень темно-черные.
(5) Свинцовые сольные стабилизаторы по цене являются самыми дешевыми среди всех видов стабилизаторов. Поэтому несмотря на постоянное появление новых стабилизаторов свинцовые сольные стабилизаторы все еще доминируют на рынке стабилизаторов полвека спустя. Композитный свинцовый сольный продукт был введен для решения проблем пыли и дисперсии и подорожал, но все еще сохраняет конкурентное преимущество над другими типами стабилизаторов.
(6) Токсичность токсичных свинцовых сольных стабилизаторов ограничивает их применение во многих ситуациях с строгими гигиеническими требованиями. Например, многие страны пересмотрели свои стандарты содержания свинца в питьевой воде, что делает невозможным использование свинцовых солей в водопроводных трубах из ПВХ.
(7) Дисперсность свинцовой соли плоха, но недавно запущенный упаковочный продукт оснащен смазочным веществом, что до некоторой степени решает проблему дисперсности. Из-за вышеупомянутых характеристик свинцовые сольные стабилизаторы особенно подходят для переработки при высоких температурах и широко используются в различных непрозрачных жестких и мягких продуктах и кабельных материалах, таких как различные трубы, плиты, профилированные материалы для внутреннего и наружного использования, пенопластовые изделия, искусственная кожа, провода, кабели, записи сварочные прутки и т.д. Наиболее важными свинцовыми сольными стабилизаторами являются трибазовый свинцовый сульфат, двуосновный свинцовый фосфит и двуосновный свинцовый стеарат.
1.3 Органический сурьма
(1) Органические сурьмяные стабилизаторы обладают хорошей стабильностью и аналогичной цветовой стабильностью по сравнению с органотином при одной температуре, а также более низкой вязкостью расплава. В процессе экструзии с двойным винтом эффект особенно выражен при использовании в сочетании с стеаратом кальция.
(2) Органические сурьмяные стабилизаторы имеют значительно более низкие цены по сравнению с метилоловом или бутилоловом. Кроме того использование органической сурьмы относительно низкое поэтому использование органической сурьмы может достичь хорошего баланса между производительностью и ценой.
(3) Продукт нетоксичен. При использовании экструдеров с двойным винтом для производства труб из ПВХ в США трубы из ПВХ изготовленные по формуле состоящей из сурьмяных стабилизаторов стеарата кальция и других смазочных веществ соответствуют нормам Национального санитарного фонда (NSF).
(4) Органические соединения сурьмы имеют плохую прозрачность и фотостабильность по сравнению с органотиновыми стабилизаторами а также более низкую прозрачность чем системы металлических мыльных соединений бария/фтора и кальция/цинкa. Они аналогичны свиным солям и имеют плохую фотостабильность. Поэтому сурьмяные стабилизаторы чаще всего используются для внутренних продуктов без требований к цвету. Сами сурьмяные стабилизаторы также требуют хранения в непрозрачных контейнерах.
(5) Сурьмяные стабилизаторы имеют плохую смазываемость поэтому их использование неизбежно требует использования большого количества смазочного вещества.
1.4 Металлические мыла
(1) Стабилизатор мыла олова Фу мыло является наиболее эффективным типом металлического мыла а его преимущества также проявляются в отсутствии начальной окраски что позволяет производить бесцветные и прозрачные продукты; Отличная фотостабильность; Он обладает эффектом предотвращения осаждения и прилипания. Однако из-за токсичности оловянных солей существуют строгие правила их производства и использования согласно Закону о безопасности труда и здоровья. В последние годы использование мыла показало тенденцию к снижению.
(2) Стабилизаторы мыла цинка имеют крайне плохую термическую стабильность для ПВХ а образцы добавленные с мылом цинка быстро чернеют при нагревании что приводит к так называемому явлению "сжигания цинка" Однако они имеют следующие преимущества: отличные свойства начальной окраски; Хороший эффект против загрязнения; Могут улучшить устойчивость к погодным условиям; Многие цинковые мыла признаны нетоксичными стабилизаторами поэтому они могут использоваться вместе со стеаратами кальция в нетоксичных формулах.
(3) Стабилизаторы мыла бария имеют хорошую термическую стабильность и хорошую смазываемость но они производят начальную красную окраску во время переработки и склонны прилипать к валкам.
(4) Стабилизаторы мыла кальция имеют плохую стабильность но признаны странами мира как нетоксичные добавки с отличной смазываемостью.
(5) Другие стабилизаторы на основе металлических мыл, используемые в промышленности, включают стеарат магния, стеариновую кислоту, стеарат алюминия, стеарат калия и т.д. Среди них стеарат магния похож на стеарат кальция и может использоваться как материал, контактирующий с пищей; стеарат алюминия похож на стеарат цинка и одобрен для использования в упаковке продуктов питания Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США и Японской ассоциацией гигиены продуктов, содержащих хлорэтилен; стеариновая кислота и стеарат калия также являются нетоксичными продуктами, которые являются заменителями свинцовых солей, олова и бария.
(6) Обрабатывающая промышленность стабилизаторов на основе композитных металлических мыл имеет различные требования к производительности стабилизаторов, и одно металлическое мыло часто не может удовлетворить требованиям использования. Поэтому использование композитных стабилизаторов стало тенденцией. В PVC-промышленности редко используется одно металлическое мыло, обычно используется композит нескольких металлических мыл. Этот композит не является простой суммой свойств, а использует синергетические эффекты между компонентами. Композитные стабилизаторы на основе металлических мыл обычно включают в себя тело стабилизатора (т.е. металлическое мыло), растворители (органические растворители, пластификаторы, жидкие неметаллические стабилизаторы и т.д.) и функциональные добавки (вспомогательные стабилизаторы, модификаторы прозрачности, светостабилизаторы, смазочные материалы и т.д.). В зависимости от их морфологии их можно разделить на твердые комплексы и жидкие комплексы, а в зависимости от их основных компонентов их можно разделить на композитные стабилизаторы кальция/цинка, бария/фтора, бария/цинка и т.д. Композитные стабилизаторы кальция/цинка играют решающую роль в замене токсичных металлов благодаря своей нетоксичности.
1.5 Стабилизатор редкоземельных элементов
(1) Отличная термическая стабильность стабилизаторов редкоземельных элементов превосходит традиционные серии свинцовых солей и барий/цинк, барий/пиксель/цинк стабилизаторы. В некоторых приложениях стабилизаторы редкоземельных элементов могут частично или полностью заменить органотин.
(2) Показатель преломления стабилизаторов редкоземельных элементов с хорошей прозрачностью очень близок к показателю преломления смолы PVC, что позволяет заменить традиционное использование органотина и использовать в области продуктов с высокими требованиями к прозрачности.
(3) Редкоземельные элементы обладают отличной устойчивостью к погодным условиям и могут поглощать ультрафиолетовый свет в диапазоне 230-320 нм. Поэтому стабилизаторы редкоземельных элементов имеют антистареющие свойства и подходят для наружных продуктов, таких как PVC-волнистые плиты и оконные материалы.
(4) Отличные электрические изоляционные характеристики. Некоторые многофункциональные стабилизаторы редкоземельных элементов могут использоваться для замены свинцовых солей в формулировках кабельных материалов, а их электрические изоляционные характеристики могут быть сопоставимы с характеристиками свинцовых солей.
(5) Нетоксичные, безопасные и гигиеничные редкоземельные элементы являются малотоксичными элементами, которые не представляют токсической опасности для здоровья человека во время их производства, обработки, транспортировки и хранения. Стабилизаторы редкоземельных элементов являются нетоксичными продуктами, которые могут использоваться в упаковке продуктов питания и фармацевтической упаковке.
(6) Когда производственные характеристики немного плохие и количество используемого стабилизатора редкоземельных элементов велико, разделение материала при прокатке не идеальное и существует тенденция к разделению под давлением. Обычно хорошие результаты можно достичь с использованием стеариновой кислоты или стеарата кальция в комбинации.
В заключение, стабилизаторы редкоземельных элементов могут использоваться для верхних и нижних водопроводов, инжекционных трубопроводов, профилей оконных рам, дверных и стеновых панелей, проводных трубопроводов, пенопластовых изделий, искусственной кожи, кабельных материалов, мягких и жестких прозрачных продуктов, упаковочных материалов для продуктов питания и т.д.
1.6 Вспомогательные стабилизаторы Вспомогательные стабилизаторы включают в себя фосфит уксусной кислоты, эпоксидированное соевое масло, затрудненные фенолы и т.д. Они в основном полагаются на синергетический эффект с металлическими стабилизаторами для улучшения стабильности и обычно называются со-стабилизаторами. А такие соединения как уксусная соль аминокислотного кротона, производные 2-фенилена, производные импульсов и кетоны могут использоваться не только в комбинации с металлическими стабилизаторами для повышения их эффективности, но также обладают определенной степенью стабильности. Эти соединения обычно называются чистыми органическими стабилизаторами. Развитие стабилизаторов PVC до сих пор было относительно медленным, тогда как исследования и разработки вспомогательных стабилизаторов были беспрецедентно активными, сформировав основную тенденцию в области стабилизаторов PVC. Вспомогательные стабилизаторы редко используются отдельно и часто используются в комбинации с основным стабилизатором для улучшения начальной окраски или долгосрочной стабильности.