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    無酚亞磷酸酯抗氧劑在PVC中的應用

    • 發表時間:2020/11/16

    【蓋德化工網 技術應用】一、PVC老化機理研究

    聚氯乙烯(PVC)一種用途很廣的材料, 經常用于我們的生活中。PVC受熱后,65- 85℃開始軟化,高于100℃時,會引發脫氯化氫反應,在170℃左右PVC降解速度加快,除了脫氯化氫之外,還發生變色和大分子交聯。因此,PVC樹脂中必須添加穩定劑及其他助劑,才能制得所需的各種產品。

    目前普遍認為PVC熱降解脫氯化氫的作用機理是自由基鏈式反應引起的。按此機理,PVC中存在的雙鍵、支化點、殘存引發劑端基、含氧結構等,經熱或光活化產生自由基,在自由基引發下,PVC發生鏈式反應脫氯化氫而降解。PVC脫氯化氫形成雙鍵,由于烯丙基的活性,該反應不斷進行,繼續形成共扼雙鍵,成為多烯結構而引起PVC變色。新的自由基又進一步引發PVC降解,形成鏈式反應,從而加劇PVC的降解。

    二、亞磷酸酯抗氧劑作用機理研究

    亞磷酸酯屬于輔助抗氧劑,在抗氧劑體系中起著重要作用,它除了具有杰出的分解氫過氧化物的能力,同時還有良好的色澤保護能力。此外,它還能夠提高聚合物的加工溫度,與受阻酚抗氧劑、光穩定劑有良好的協同作用。

    在PVC配方中一般認為亞磷酸酯主要起鰲合作用,它單獨使用時無明顯的穩定效果,但與金屬皂并用后,能絡合金屬氯化物,改善耐熱性和耐候性,保持透明性。它還能和有機錫、環氧化合物并用而顯示協同效應。

    亞磷酸酯通過不同方式對PVC的穩定性產生作用:(1)捕捉PVC降解中放出的氯化氫,抑制其自催化作用。(2)置換PVC分子中不穩定的烯丙基氯原子,抑制脫氯化氫。(3)鈍化有害金屬離子。(4)抗氧化作用。(5)抑制自由基。此外,亞磷酸酯對含有鉛鹽、鋇鹽、鈣鹽的PVC塑料的透明度也有很好的改進作用。

    三、亞磷酸酯抗氧劑發展介紹

    亞磷酸酯種類很多,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配方中常用的亞磷酸酯主要有如下幾種:亞磷酸三苯酯( TPP)、亞磷酸二異癸酯 (PDDP)、亞磷酸三壬基苯基酯(TNPP)、雙酚A亞磷酸酯(1500)等等。

    然而隨著行業的發展,對環保要求也越來越高,對壬基酚、雙酚A、游離酚的限制使用也是越來越嚴格。而傳統上的亞磷酸酯大多數是以亞磷酸三苯酯作為基材進行合成,不可避免有游離酚、雙酚A等殘留。

    二亞磷酸二脂肪酯基季戊四醇酯是一種性能優異的新型亞磷酸酯抗氧劑,有效磷含量高,分解氫過氧化物能力強,能有效抑制聚合物材料的自氧化反應、延緩材料的老化降解速度,而且可以實現無酚法生產,完全做到無游離酚殘留。為適應市場需求,志一化工推出了幾款無酚亞磷酸酯抗氧劑YIPHOS? 3010W(二亞磷酸季戊四醇酯二異癸酯,無色透明液體)、YIPHOS? 2010(亞磷酸三癸酯,無色透明液體)等。

    四、結語

    亞磷酸酯抗氧劑由于其自身結構而產生獨特熱穩定作用,廣泛應用于復合穩定劑中,可以有效改善PVC的一些性能。此外,亞磷酸酯抗氧劑可以減少主穩定劑的用量,特別是價格昂貴的有機錫穩定劑的用量。因此,科學正確地使用亞磷酸酯,將會使PVC具有更佳的加工和使用性能。

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