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无酚亚磷酸酯抗氧剂在PVC中的应用

  • 发表时间:2020/11/16

【盖德化工网 技术应用】一、PVC老化机理研究

聚氯乙烯(PVC)一种用途很广的材料, 经常用于我们的生活中。PVC受热后,65- 85℃开始软化,高于100℃时,会引发脱氯化氢反应,在170℃左右PVC降解速度加快,除了脱氯化氢之外,还发生变色和大分子交联。因此,PVC树脂中必须添加稳定剂及其他助剂,才能制得所需的各种产品。

目前普遍认为PVC热降解脱氯化氢的作用机理是自由基链式反应引起的。按此机理,PVC中存在的双键、支化点、残存引发剂端基、含氧结构等,经热或光活化产生自由基,在自由基引发下,PVC发生链式反应脱氯化氢而降解。PVC脱氯化氢形成双键,由于烯丙基的活性,该反应不断进行,继续形成共扼双键,成为多烯结构而引起PVC变色。新的自由基又进一步引发PVC降解,形成链式反应,从而加剧PVC的降解。

二、亚磷酸酯抗氧剂作用机理研究

亚磷酸酯属于辅助抗氧剂,在抗氧剂体系中起着重要作用,它除了具有杰出的分解氢过氧化物的能力,同时还有良好的色泽保护能力。此外,它还能够提高聚合物的加工温度,与受阻酚抗氧剂、光稳定剂有良好的协同作用。

在PVC配方中一般认为亚磷酸酯主要起鳌合作用,它单独使用时无明显的稳定效果,但与金属皂并用后,能络合金属氯化物,改善耐热性和耐候性,保持透明性。它还能和有机锡、环氧化合物并用而显示协同效应。

亚磷酸酯通过不同方式对PVC的稳定性产生作用:(1)捕捉PVC降解中放出的氯化氢,抑制其自催化作用。(2)置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子,抑制脱氯化氢。(3)钝化有害金属离子。(4)抗氧化作用。(5)抑制自由基。此外,亚磷酸酯对含有铅盐、钡盐、钙盐的PVC塑料的透明度也有很好的改进作用。

三、亚磷酸酯抗氧剂发展介绍

亚磷酸酯种类很多,包括二芳基酯、二烷基酯、二(烷基化芳基)酯、烷基芳基混合酯等。PVC配方中常用的亚磷酸酯主要有如下几种:亚磷酸三苯酯( TPP)、亚磷酸二异癸酯 (PDDP)、亚磷酸三壬基苯基酯(TNPP)、双酚A亚磷酸酯(1500)等等。

然而随着行业的发展,对环保要求也越来越高,对壬基酚、双酚A、游离酚的限制使用也是越来越严格。而传统上的亚磷酸酯大多数是以亚磷酸三苯酯作为基材进行合成,不可避免有游离酚、双酚A等残留。

二亚磷酸二脂肪酯基季戊四醇酯是一种性能优异的新型亚磷酸酯抗氧剂,有效磷含量高,分解氢过氧化物能力强,能有效抑制聚合物材料的自氧化反应、延缓材料的老化降解速度,而且可以实现无酚法生产,完全做到无游离酚残留。为适应市场需求,志一化工推出了几款无酚亚磷酸酯抗氧剂YIPHOS? 3010W(二亚磷酸季戊四醇酯二异癸酯,无色透明液体)、YIPHOS? 2010(亚磷酸三癸酯,无色透明液体)等。

四、结语

亚磷酸酯抗氧剂由于其自身结构而产生独特热稳定作用,广泛应用于复合稳定剂中,可以有效改善PVC的一些性能。此外,亚磷酸酯抗氧剂可以减少主稳定剂的用量,特别是价格昂贵的有机锡稳定剂的用量。因此,科学正确地使用亚磷酸酯,将会使PVC具有更佳的加工和使用性能。

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