第一節(jié)熱穩(wěn)定劑的分類和性能要求

 穩(wěn)定劑的選用原則：

（1）熱穩(wěn)定效能高，并具有良好之光穩(wěn)定性。

（2）與PVC兼容性好、揮好性好、不升化、不遷移、不噴霜、不容易被水﹑油及其它溶劑抽出。

（3）有適當(dāng)?shù)臐櫥裕谘撼鲞^程中沒有壓析現(xiàn)象發(fā)生，不結(jié)垢。

（4）不與其它助劑反應(yīng)，不被硫與銅等物質(zhì)污染。

（5）不降低制品的電性能及印刷性等二次加工性能。

（6）無毒﹑無異常氣味﹑不污染﹐可以制得透明制品。

（7）加工使用方便、價(jià)格低。

實(shí)際上能完全符合上述條件的單品穩(wěn)定劑是不存在的﹐因之依需要目的組合及選擇穩(wěn)定劑是非常必要的。用于PVC的熱穩(wěn)定劑品種繁多﹐分類方法不一﹐但一般采用化學(xué)組成分類。主要包括鉛鹽類﹑金屬皂類﹑有機(jī)錫類﹑有機(jī)銻類﹑稀土類等金屬化合物及有機(jī)輔助穩(wěn)定劑。

第二節(jié)聚氯乙烯的降解與穩(wěn)定

一﹑PVC的降解現(xiàn)象

  從1﹐3﹐5-三氯已烷具有很高的熱穩(wěn)定性來看﹐基本結(jié)構(gòu)與之相似的PVC也應(yīng)當(dāng)是十分穩(wěn)定的。但事實(shí)并非如此﹐PVC遠(yuǎn)不及為種簡單的氯化物穩(wěn)定。PVC加熱至100oC時(shí)﹐即伴隨著脫HCL反應(yīng)﹐在100—200oC加工時(shí), PVC發(fā)生了劇烈降解,除了脫HCL以外,還會(huì)發(fā)生大分子交聯(lián),致使產(chǎn)品變黑,物理性能惡化. PVC的降解伴隨著脫HCL而產(chǎn)生的雙鍵﹐使其碳原子上的氯原子即烯丙基氯原子活化而引起HCL分子的脫出。氧氣存在在使PVC降解加快。

二﹑PVC的熱降解機(jī)理和影響PVC熱降解的因素

在PVC行業(yè)中人們普遍認(rèn)可的降解理論主要有自由基機(jī)理﹑離子機(jī)理和單分子機(jī)理。其中自由基機(jī)理最為流行。影響PVC熱降解的因素一般認(rèn)為共有八個(gè)﹐即結(jié)構(gòu)的影響﹑氧的影響﹑HCL的影響﹑金屬氯化物的影響﹑溶劑的影響﹑增塑劑的影響﹑臨界尺寸的影響用一些不可預(yù)見的因素。

三﹑熱降解的抑制

  要想有效地防止PVC的降解﹐必須控制在某一期間作用在聚合物體系上的降解力的降解歷程。穩(wěn)定劑的目的就是通過降解力和降解歷程的控制﹐實(shí)現(xiàn)對PVC顏色﹑流變性能﹑機(jī)械性能﹑電性能﹑耐化學(xué)性能﹑熱性能﹑光學(xué)性能等綜合控制。在實(shí)際生產(chǎn)中﹐PVC穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)主要依據(jù)兩個(gè)途徑﹐一是生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制﹐使所得產(chǎn)品本身具有盡可能高的穩(wěn)定性﹐這種方法一般稱作預(yù)防性穩(wěn)定技朮。另一種方法是樹脂生產(chǎn)完畢﹐在加工之前或者加工的過程中配合一種或者多種物質(zhì)﹐對已經(jīng)開始的降解進(jìn)行抑制﹐這種方法一般稱為終止降解性的穩(wěn)定技朮﹐這種方法的思路也正是熱穩(wěn)定劑的作用所在。

四﹑熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理

1.鉛鹽

此穩(wěn)定劑大多是含 鹽基（PbO）的鉛鹽。由于PbO具有極強(qiáng)的中和HCL的能力﹐因此主要作用是中和PVC降解生成的HCL.

 3PbO.PbSO4.H2O+6HCL→3PbCL2+PbSO4+.H2O

PbO+2HCL→PbCL2+.H2O

 2.金屬皂

(1)與HCL的反應(yīng)與HCL的反應(yīng)是熱穩(wěn)定劑的基本反應(yīng),羥酸金屬皂中的金屬一般為二價(jià),所以有兩步反應(yīng):

Me（COOR）2+HCL→Me(CL)（COOR）+HCOOR

Me(CL)（COOR）+ HCL→MeCL2+ HCOOR

 由于鋅有高共價(jià)的傾向﹐并含有未共享的電子對﹐另外在聚合物中烯丙基比鏈上其它地方的仲氯具有更高的反應(yīng)活性﹐使得烯丙基與不穩(wěn)定的鋅中間物結(jié)合在一起。對于鎘皂來說﹐也是按類似反應(yīng)進(jìn)行的﹐故鋅皂和鎘皂有較好的初期穩(wěn)定性﹐初著色比較好。對于鋇和鈣﹐幾乎不能與聚合物鏈上的氯原子形成共價(jià)鍵﹐而是由于配位數(shù)的變化產(chǎn)生不穩(wěn)定的二聚體。它可通過其它途徑﹐使鈣的原來配位數(shù)得到再生。故鋇皂和鈣皂具有優(yōu)良的長期穩(wěn)定性。

（2）金屬皂的色彩穩(wěn)定機(jī)理 鋅皂與鎘皂的復(fù)合物能與PVC本色補(bǔ)色,而鈣皂與鋇皂則起不到這種作用.因?yàn)轭伾年P(guān)系,Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑中﹐鋅皂與鈣皂如配合不適當(dāng)﹐如引起PVC變色。

3.有機(jī)錫

（1）與氯化氫反應(yīng) 不論是羥酸有機(jī)錫還是硫醇有機(jī)錫都可以和PVC降解產(chǎn)生的HCL反應(yīng)。

（2）與不穩(wěn)定的氯原子反應(yīng)   烷基錫能與不穩(wěn)定氯原子發(fā)生反應(yīng)﹐這樣就限制了脫HCL作用的引發(fā)區(qū),防止大共軛結(jié)構(gòu)的形成. 硫醇有機(jī)錫也能置換PVC中不穩(wěn)定的氯原子.

（3）共軛雙鍵的加成 馬來酸錫容易與PVC分子中的共軛雙鍵發(fā)生“雙烯加成”反應(yīng)﹐結(jié)果使共軛雙鍵被雙鍵固定而抑制了共軛鏈的增長。硫醇有機(jī)錫與HCL反應(yīng)生成的硫醇﹐也能與共軛雙鍵進(jìn)行加成反應(yīng)。

（4）有機(jī)錫具有捕獲自由基的能力﹐當(dāng)它與大分子自由基反應(yīng)之后﹐使自由基終止﹐而其本身也成為較穩(wěn)定的自由基。

（5）分解氫過氧化物   含硫有機(jī)錫具有抗氧化作用﹐能分解氫過氧化物﹐防止氫過氧化物熱解產(chǎn)生新的自由基﹐降低體系中自由基的濃度而起穩(wěn)定作用。

4.稀土穩(wěn)定劑

稀土穩(wěn)定劑具有形成配位絡(luò)合物的能力﹐在PVC加工中放出HCL時(shí),可大量吸收HCL,能使PVC大分子中的CL-,特別是不穩(wěn)定的烯丙基氯﹑叔氯原子趨于穩(wěn)定﹐從而起到對PVC的穩(wěn)定作用。

5.環(huán)氧化合物

  環(huán)氧化合物可直接與在PVC加工中放出HCL反應(yīng)﹐并能吸收不穩(wěn)定的烯丙基氯﹐而且能與雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)。

6.多元醇

  在鋅﹑鈣﹑鎘等皂中并用多元醇﹐可明顯降低脫HCL速度。這是由于多元醇的羥基能夠與CdCl2﹑ZnCl2等形成絡(luò)合物﹐降低了CdCl2﹑ZnCl2的脫HCL的催化作用所致。

7.β-二酮

  在ZnCl2存在在﹐β-二酮化合物可以通過碳烷基化置換PVC中烯丙基氯,使共軛多烯烴中斷變短.

五﹑熱穩(wěn)定劑的協(xié)同機(jī)理

1.金屬皂的協(xié)同作用

  根據(jù)金屬皂在阻止PVC降解中的活性機(jī)理,可將金屬皂分為兩類:一類僅能吸收HCL,防止其對脫HCL反應(yīng)的催化作用,最具有代表的例子是鋇皂和鈣皂. 這類金屬熱穩(wěn)定性一般,初期穩(wěn)定性不好,但長期受熱,PVC穩(wěn)定變化不大.其穩(wěn)定化過程中生成的金屬氯化物對脫HCL基本無催化作用.另一類不僅能吸收HCL,還能夠與烯丙基氯反應(yīng)從而使PVC穩(wěn)定,最具有代表的例子是鋅皂和鎘皂.這類金屬皂初期著色性很好,但長期受熱,制品急劇變色.尤其是鋅皂,極容易出現(xiàn)急劇化,產(chǎn)生所謂的“鋅燒”現(xiàn)象。這是因?yàn)殇\皂和鎘皂在穩(wěn)定化過程中生成的氯化物CdCl2﹑ZnCl2是極強(qiáng)的lewis酸﹐系脫HCL反應(yīng)的催化劑。基于上述特點(diǎn)﹐單獨(dú)使用任何一類金屬皂﹐都很難達(dá)到滿意的效果。若將活性高的鎘﹑鋅皂與活性差的鋇﹑鈣并用﹐則可以使初期著色性和長期穩(wěn)定性都得以改善。例如﹐鋇撕毀與鎘皂并用時(shí)﹐鎘皂首先與PVC分子中的烯丙基氯發(fā)生酯化反應(yīng)﹐生成的CdCl2與鋇皂發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)﹐使鎘得以再生﹐并使CdCl2無害化。鈣﹑鋅皂之間﹐鋇﹑鋅皂之間都基于相同原理。

2.亞磷酸酯與金屬皂的協(xié)同作用

亞磷酸酯與金屬皂并用時(shí)﹐可以與金屬氯化物反應(yīng)而抑制其對脫HCL的催化作用﹐從而提高體系的熱穩(wěn)定效能。

3.多無醇與金屬皂的協(xié)同效應(yīng)

.多無醇與金屬皂并同可以明顯延長脫HCL的透導(dǎo)期,并能抑制樹脂變色。一般認(rèn)為﹐多元醇是通過與金屬氯化物的絡(luò)合﹐抑制其對脫HCL的催化作用而發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)的。

4.β-二酮化合物與金屬皂的協(xié)同效應(yīng)

β-二酮化合物能夠通過碳烷基作用與PVC發(fā)生反應(yīng)﹐從而使其穩(wěn)定﹐但反應(yīng)速度緩慢。若與鈣/鋅等體系并用﹐則可以大大提高穩(wěn)定化反應(yīng)的速度。金屬鋅皂的離子化勢能較高﹐與烯丙基氯反應(yīng)﹐使PVC酯化而穩(wěn)定。而作為其副產(chǎn)物的ZnCl2是脫HCL的催化劑﹐它的存在是有害的。但是ZnCl2同樣是碳烷基化的催化劑﹐β-二酮化合物加入﹐正好利用ZnCl2的這種催化作用﹐使得烯丙基氯的碳烷基化反應(yīng)得以迅速進(jìn)行。β-二酮化合物與鋇/鋅的協(xié)同作用與此類似。

5.稀土穩(wěn)定劑與鋅皂的協(xié)同效應(yīng)

  稀土穩(wěn)定劑本身具有置換烯丙基氯的效果﹐但單獨(dú)使用時(shí)PVC制品呈現(xiàn)黃色著色。配合使用鋅皂后﹐鋅皂穩(wěn)定化過程產(chǎn)生的ZnCl2與稀土離子的交換反應(yīng)﹐生成危害較小的ReCl3。另外稀土優(yōu)先與HCL反應(yīng)生成稀土氯化的羥酸﹐降低了ZnCl2對脫HCL的催化作用。兩組分配合使用﹐得到了較好的初期著色﹐也使長期穩(wěn)定性大大提高。

第三節(jié)熱穩(wěn)定劑的性能

  熱穩(wěn)定劑最基本的性能是耐熱性﹑耐候性和加工性。另外﹐從PVC制品使用的觀點(diǎn)來看﹐還必須考慮熱穩(wěn)定劑的透明性﹑兼容性﹑機(jī)械性能﹑電絕緣性﹑耐硫化性﹑毒性等。隨著熱穩(wěn)定劑行業(yè)的發(fā)展﹐復(fù)合型穩(wěn)定劑使用增多﹐同時(shí)熱穩(wěn)定劑總是與其它許多助劑﹐如增塑劑﹐加工改性劑等相伴存在﹐在這種情況下就要考慮其它助劑對熱穩(wěn)定劑性能影響等問題。因此掌握各類熱穩(wěn)定劑的基本性能﹐合理選擇和使用最適宜的熱穩(wěn)定劑﹐最大限度地發(fā)揮其有用的性能﹐避免消極影響﹐對于PVC設(shè)計(jì)是非常重要的.

一﹑耐熱性

 熱穩(wěn)定劑的主要作用就是改善其耐熱性﹐這也是PVC加工使用熱穩(wěn)定劑的根本原因。

1.耐熱性的概念

（1）能改善PVC制品初期著色的性能﹐稱為熱穩(wěn)定劑的初期耐熱性。能夠使PVC制品長時(shí)間在高溫下保持原來的顏色﹐稱為熱穩(wěn)定劑的長期耐熱性。長期耐熱性和初期耐熱性之間沒有必然的聯(lián)系﹐有的熱穩(wěn)定劑初期耐熱性一般﹐而長期耐熱性較好﹐那么這類熱穩(wěn)定劑屬于持效性。有的熱穩(wěn)定劑長期耐熱性一般﹐而初期耐熱性優(yōu)異﹐那么這類熱穩(wěn)定劑屬于短效性。

（2）靜態(tài)耐熱性和動(dòng)態(tài)耐熱性 靜態(tài)耐熱性是指樣品在靜態(tài)條件下受熱處理期間的耐熱性﹐所反應(yīng)的是單純化學(xué)反應(yīng)的耐熱性。PVC的澆注熔融成型和模塑制品的加工過程中就有類似的反應(yīng)。動(dòng)態(tài)耐熱性是指樣品受到機(jī)械剪切力﹑壓力﹑和熱的作用下的耐熱性﹐所反應(yīng)的不僅僅有化學(xué)反應(yīng)的耐熱性﹐而且包括加工的動(dòng)態(tài)耐熱性。

2.各類熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性

  從動(dòng)態(tài)耐熱性的角度來講﹐金屬皂性能良好﹐但其中也有差的﹐所以經(jīng)常需要配合使用。鉛鹽類動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)耐熱性差別不大﹐必須與潤滑劑并用。從靜態(tài)耐熱性和動(dòng)態(tài)耐熱性的角度考慮﹐各類穩(wěn)定劑都有其各自的特點(diǎn)。金屬皂的穩(wěn)定性隨金屬的種類不同而異﹐堿金屬和堿土金屬皂等屬于長期型﹐初期穩(wěn)定性不好。如鋁﹑鈣﹑鎂﹑鋇等。而鋅和鎘屬于初期性﹐長期穩(wěn)定性不好。鉛皂介于二者之間。金屬皂的有機(jī)酸根對初期型和長期型無影響。

  鉛鹽有初期著色現(xiàn)象﹐屬于長期型。其酸根對耐熱性產(chǎn)生較大影響﹐在常用的鉛鹽產(chǎn)品中﹐亞硫酸鹽性能最好﹐硫酸鹽次之﹐亞磷酸鹽最次。鹽基性亞硫酸鉛在鉛鹽中耐熱性最好。在有機(jī)錫化合物中﹐月桂酸酯類初期耐熱性較差﹐長期耐熱性良好﹔馬來酸酯類初期著色性和長期耐熱性都很好。硫醇酯沒有初期著色性﹐而長期耐熱性良好。銻類穩(wěn)定劑初期著色性和長期耐熱性均佳﹐性能和有機(jī)錫相似﹐但仍然無法與有機(jī)錫相比。與硬脂酸鈣﹑環(huán)氧化合物﹑亞磷酸酯有很好的協(xié)同效應(yīng)。稀土類穩(wěn)定劑初期耐熱性和長期耐熱性均可以﹐各種單一稀土類穩(wěn)定劑之間性能差別不大﹐而混合稀土類性能不如單一品種。環(huán)氧化合物﹑多元醇﹑亞磷酸酯是常用的長期型穩(wěn)定劑。而β-二酮化合物屬于短效型﹐對改善長期穩(wěn)定性也且定的效果﹐多做輔助穩(wěn)定劑。

3.熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同作用

 熱穩(wěn)定性是熱穩(wěn)定劑的最基本性能。一種好的熱穩(wěn)定劑﹐不但要有優(yōu)良靜態(tài)耐熱性﹐還要有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)耐熱性﹔不但要有優(yōu)良的初期穩(wěn)定性﹐還要有優(yōu)良的長期穩(wěn)定性﹔不但要經(jīng)得起加工時(shí)高溫的考驗(yàn)﹐還要經(jīng)得起塑料長時(shí)間使用的考驗(yàn)。所以需要將不同物性的熱穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配﹐利用組分間的協(xié)同效應(yīng)﹐滿足不同的要求。

（1）金屬皂之間的協(xié)同作用 堿金屬和堿土金屬皂等屬于長期型﹐鋅和鎘屬于初期性﹐這些化合物并用不僅能得到良好的耐熱性﹐而且能得到良好的耐候性和加工性。

（2）金屬皂和β-二酮化合物的協(xié)同作用 β-二酮化合物的存在﹐能夠極大限度的改善初期著色﹐對于某些結(jié)構(gòu)的β-二酮化合物﹐在降解初期的30分鐘內(nèi)幾乎檢不出氯離子。

二﹑加工性

  熱穩(wěn)定劑對配制好的PVC物料加工性的影響﹐取決于熱穩(wěn)定劑的添加量和熱穩(wěn)定劑體系的具體的化學(xué)性質(zhì)。

（1）金屬皂 在金屬皂中﹐鉛﹑鎘﹑鋅皂潤滑性好﹐抗混煉扭矩值低﹐凝膠化緩慢﹔鎂﹑鈣﹑鍶﹑鋇皂凝膠化性能好﹐抗混煉扭矩值高。鋅皂延遲凝膠化。對于相同的金屬皂類﹐有機(jī)酸根不同﹐加工性也不同。脂肪族羥酸皂模擬芳香族皂類潤滑性要好。在脂肪酸根中﹐隨著分子鏈的增長﹐潤滑性也相應(yīng)就也。

（2）鉛鹽類 鉛鹽類相對密度大且易凝集﹐在混料時(shí)難于分散均勻﹐加工性較差﹐需要金屬皂和潤滑并用。

（3）有機(jī)銻 有機(jī)銻穩(wěn)定劑潤滑性較差﹐通常需要配用大量的潤滑劑。

三﹑透明性

 1.各類穩(wěn)定劑的透明性

  一般來說﹐有機(jī)錫穩(wěn)定劑透明性最好﹐主要用于透明制品中。其中馬來酸錫和硫醇錫是透明性最好的熱穩(wěn)定劑。稀土穩(wěn)定劑折射率與PVC樹脂非常相近﹐因此也具有較好的透明性。在軟質(zhì)透明制品中多使用鋇/鎘/鋅液體復(fù)合穩(wěn)定劑為主﹐要求耐硫污染時(shí)多用鋇鋅穩(wěn)定劑﹐要求無毒時(shí)多用鈣/鋅金屬皂。鉛鹽類不透明﹐不能用于透明制品中。穩(wěn)定劑本身的透明性固然重要﹐但穩(wěn)定劑的兼容性﹑揮發(fā)性﹑加工性以及加工操作同樣會(huì)影響PVC制品的透明性。例如如果在押出的過程中溫度過低﹐就會(huì)在制品表面出現(xiàn)霧狀現(xiàn)象。

2.不透明現(xiàn)象及消除

（1）白化現(xiàn)象 透明PVC制品經(jīng)彎曲﹑拉伸或水浸﹑戶外曝曬會(huì)使表面呈現(xiàn)白色渾濁狀﹐這種現(xiàn)象稱為白化。白化現(xiàn)象可能是由于外力作用使得PVC的密度及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化﹐或是由于水的作用﹑出汗﹑噴霜而產(chǎn)生的表面現(xiàn)象﹐或者由于光降解而引起的著色以及灰塵的吸咐等多種復(fù)雜因素促進(jìn)的。

1.應(yīng)力白化 應(yīng)力白化是PVC制品在受機(jī)械外力作用下的白化現(xiàn)象﹐這是由于PVC分子鏈沿著張力應(yīng)力方向取向﹐密度變化﹐同時(shí)分子間出現(xiàn)空隙﹐形成光散射而呈現(xiàn)出白色。使用鉛鹽作穩(wěn)定劑應(yīng)力白化特別嚴(yán)重。使用有機(jī)錫穩(wěn)定劑可以減少白化。這是因?yàn)樘砑痈弑砻婺艿姆€(wěn)定劑﹐彌補(bǔ)由分子鏈取向而產(chǎn)生的空隙﹐可以有效的減少白化現(xiàn)象

2.水浸白化 將透明PVC制品在水中浸漬一段時(shí)間﹐會(huì)出現(xiàn)白濁不透明現(xiàn)象﹔而且這種現(xiàn)象是可逆的﹐當(dāng)徹底干透之后這種渾濁的制品會(huì)重新恢復(fù)到原來的透明度。這種現(xiàn)象是由于存在容易起水合反應(yīng)的穩(wěn)定劑或者穩(wěn)定劑分解物易起水合作用而造成的。而也有人認(rèn)為這種現(xiàn)象是由于水的浸漬﹐使穩(wěn)定劑﹑增塑劑等從PVC中析出造成的﹐水浸白化現(xiàn)象與穩(wěn)定劑的兼容性及水抽提性有關(guān)﹐因此兼容性好﹑水溶性差的的穩(wěn)定劑對于防止水浸白化應(yīng)該是有利的。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)﹐幾乎所有的堿土金屬皂的配方﹐特別是鋇和鈣﹐比較容易出現(xiàn)水浸白化現(xiàn)象﹐含有鎘皂和鋅皂的配方只會(huì)偶爾出現(xiàn)這種現(xiàn)象。有機(jī)錫就不會(huì)出現(xiàn)水浸白化現(xiàn)象。

3.曝曬白化 將PVC制品放置在空氣中﹐由于大氣中的水分﹑二氧化碳﹑二氧化硫和光的作用﹐也會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。這與穩(wěn)定劑的兼容性有關(guān)。兼容性好的穩(wěn)定劑幾乎不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象﹐而兼容性差的穩(wěn)定劑如鉛鹽則極易出現(xiàn)曝曬白化現(xiàn)象。

（2）魚眼﹑氣泡 把透明或半透明的PVC薄片對著光線觀察時(shí)﹐就會(huì)發(fā)現(xiàn)在薄片中夾雜著透明或半透明的類似魚眼的小圓顆粒﹐這就是“魚眼”。有時(shí)在透明薄片中也存在氣泡。魚眼和氣泡都會(huì)影響制品的透明性。一般魚眼產(chǎn)生的原因大都在樹脂本身﹐但如果穩(wěn)定劑混料不均勻﹐也會(huì)產(chǎn)生魚眼。氣泡產(chǎn)生則是由于助劑的揮發(fā)分或者是加工性不平衡造成的。可見分散性好﹑揮發(fā)性小的穩(wěn)定劑對于減少魚眼和氣泡是有利的。

四﹑耐候性

  在室外長期外用的PVC制品不僅會(huì)受日光的作用而引起老化﹐而且會(huì)受到風(fēng)雪雨露﹑晝夜更替﹑季節(jié)變化﹑大氣污染的影響。通常將這些自然因素綜合起來所造成的老化現(xiàn)象稱為天候老化。將抵抗天候老化的性質(zhì)稱為耐候性。

1.各類穩(wěn)定劑的耐候性

  鉛鹽類穩(wěn)定劑耐候性一般﹐其中亞磷酸鹽耐候性最好﹐亞硫酸鹽次之﹐硫酸鹽最差。金屬皂中﹐鎘皂耐候性優(yōu)良﹐鋅皂﹑鉛皂﹑鋇皂次之﹐鈣皂耐候性較差。在復(fù)合金屬皂中﹐鋇皂/鎘皂﹑鋇皂/鎘皂/鋅皂耐候性優(yōu)良﹐鈣皂/鋅皂較差。有機(jī)錫穩(wěn)定劑中﹐馬來酸鹽耐候性最好﹐月桂酸鹽次之﹐硫酸鹽較差。有機(jī)銻穩(wěn)定劑耐候性極差﹐本身要求貯存于不透明的容器內(nèi)。稀土穩(wěn)定劑具有抗光老化作用﹐其耐候性能優(yōu)于鉛系穩(wěn)定劑﹐與有機(jī)錫性能相當(dāng)。

  不同類型的穩(wěn)定劑相互作用﹐由于協(xié)同作用﹐可大大改善耐候性。紫外線屏蔽劑和紫外線吸收劑能防止由于紫外線所引起降解﹐與其它熱穩(wěn)定劑體系并用能大大提高配合物的耐候性。在軟質(zhì)PVC透明制品中,鋇/鎘/環(huán)氧化合物/亞磷酸酯組合有最優(yōu)良的耐候性。在此組合中亞磷酸酯對鋇/鎘體系的耐候性有特別顯著的改善﹐而環(huán)氧化合物則主要改善其熱穩(wěn)定性。在軟質(zhì)不透明的制品中﹐亞磷酸或亞硫酸的鹽基性鉛鹽具有良好的耐候性﹐如果在三鹽基硫酸鉛中添加亞磷酸酯或者鎘皂﹐可使其耐候性提高到二鹽基亞磷酯鉛相同的程度。如果使用鋇/鎘/環(huán)氧化合物/亞磷酸酯穩(wěn)定體系﹐并輔以紫外線屏蔽劑鈦白粉時(shí)﹐其耐候性要比二鹽基亞磷酯鉛還好。在不透明制品中﹐鹽基性鉛鹽具有良好的耐候性。由于鉛穩(wěn)定劑和鈦白粉并用時(shí)在光的作用下容易變黑﹐所以最好不要采用此組合。鉛穩(wěn)定劑老化時(shí)還會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象﹐與銳鈦性鈦白粉并用時(shí)更為明顯。

2.耐候性的測試方法

耐候性的測試方法有自然戶外大氯試驗(yàn)﹐加速戶外大氣老化試驗(yàn)﹑實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)。

五﹑相從性

1.不兼容現(xiàn)象

  穩(wěn)定劑在PVC配合物中容易分散,做成制品后經(jīng)長期使用也不析出,說明穩(wěn)定劑具有良好的兼容性,這是人們所希望的.但是并不是所有穩(wěn)定劑都能夠與配合物完全兼容,在這種情況下,穩(wěn)定劑會(huì)從制品內(nèi)部向表面移動(dòng),最后從制品析出.如果析出物是粉狀的固體物質(zhì)時(shí),習(xí)慣上叫做噴霜;如果析出的是液體物質(zhì),就是所謂的滲出(也叫出汗).噴霜和滲出都屬于不兼容的現(xiàn)象,它的出現(xiàn)都會(huì)影響制品的表面性質(zhì)的電性能.

  PVC的兼容性程度取決于許多不同的﹑獨(dú)立的因素﹐這些因素包括穩(wěn)定劑配方中每種成分各自的兼容性﹐這些成分中每種成分在整個(gè)PVC配方中的含 量﹐以及構(gòu)成整個(gè)PVC配方組成物的性質(zhì)﹐另外還包括不同組分之間在加工過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。噴霜和滲出常常一種潛伏現(xiàn)象﹐有些時(shí)候在配料的加工過程中就可看到﹐而有的要過好久才能看到。

2.各類穩(wěn)定劑的兼容性

 一般來講﹐鉛鹽穩(wěn)定劑兼容性差﹐但三鹽基硫酸鉛對噴霜無增加或者減輕的傾向。

  在金屬皂中﹐從屬的種類和有機(jī)酸的種類都對噴霜有影響。象鋇﹑鈣等電負(fù)性小（化合價(jià)低）的金屬噴霜就少﹐而鉛皂和鋁皂則較易產(chǎn)生噴霜﹐但金屬皂的噴霜小于相應(yīng)的酸。從有機(jī)酸來看﹐芳香酸比脂肪酸噴霜少﹐脂肪酸中碳鏈越長﹐噴霜也越厲害。硬脂酸皂極易噴霜﹐月桂酸次之﹐辛酸皂再次﹐丁基苯甲酸皂較少產(chǎn)生噴霜。有機(jī)錫穩(wěn)定劑有極好的兼容性﹐因此一般不會(huì)出現(xiàn)象許多鉛鹽穩(wěn)定劑﹑鋇/鎘﹑鋇/鋅﹑鈣/鋅穩(wěn)定體系所常見的噴霜和滲出現(xiàn)象。尤其以硫醇系有機(jī)錫性能最好﹐月桂酸有機(jī)錫次之﹐馬來酸有機(jī)錫也容易產(chǎn)生噴霜。亞磷酸酯﹑磷酸酯有增加噴霜的傾向﹐環(huán)氧化合物﹑碳酸鈣對兼容性沒有影響。

  產(chǎn)生滲出的制品表面﹐除了感覺油滑或發(fā)黏之外﹐常常有一種難聞的氣味。滲出物還會(huì)使制品的機(jī)械強(qiáng)度﹑伸長率﹑耐化學(xué)性﹑電絕緣性﹑光學(xué)性能﹑耐候性大大受損。為了防止噴霜﹐在使用容易噴霜的熱穩(wěn)定劑時(shí)﹐配用少量的噴霜抑制劑是有效的。

六﹑壓析性

1.壓析及壓析性

  在塑料加工過程中﹐配合劑組分如顏料﹑潤滑劑﹑穩(wěn)定劑或增塑劑﹐從配合物析出而黏附在壓輥﹑塑模等金屬表面上﹐逐漸形成有害膜層的現(xiàn)象稱“壓析”。有時(shí)也稱為“積垢”或“表面附層”。配和劑組分加工時(shí)產(chǎn)生壓析的性質(zhì)稱為壓析性。

  壓析現(xiàn)象常常發(fā)生在壓延后的冷輥和后壓花輥上,但有時(shí)也出現(xiàn)在混煉機(jī)或者壓延機(jī)上.在押出加工時(shí)壓析也出現(xiàn)在螺桿﹑機(jī)筒壁﹑口模內(nèi)壁以及押出機(jī)以后的牽引裝置上﹐積垢會(huì)給成型操作帶來許多麻煩﹐積垢嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成配合后從螺桿上剝離困難﹐同時(shí)使制品表面污染。一般認(rèn)為原材料的不兼容性是造成壓析現(xiàn)象的部分原因﹐但這絕不是唯一的原因。不過在任一類型的成型加工中﹐各種原材料的變化﹐如樹脂﹑增塑劑﹑填料﹑潤滑劑和穩(wěn)定劑以及加工條件的變化都 會(huì)影響到壓析的嚴(yán)重程度。通過改變上述條件﹐很可能使以前沒有壓析的配方或工藝出現(xiàn)壓析﹐同樣改變上述條件﹐也可能使原來嚴(yán)重的壓析現(xiàn)象減輕以致完全消除。

2.各類穩(wěn)定劑的壓析性

  各類穩(wěn)定劑的壓析性差別很大﹐一般來說﹐金屬皂對壓析影響很大﹐而無機(jī)鉛鹽和有機(jī)錫穩(wěn)定劑不會(huì)產(chǎn)生壓析。稀土穩(wěn)定劑用量較大時(shí)也會(huì)出現(xiàn)壓析現(xiàn)象﹐物料的離輥性不理想﹐個(gè)別配方產(chǎn)生輕微的黏附。在金屬皂類中﹐鍶﹑鎂﹑鈣﹑鋇﹑鎘皂較易產(chǎn)生壓析﹐而鋅﹑錫相對不易產(chǎn)生壓析。另外有機(jī)酸根對金屬皂的壓析性有一定的影響。就同一金屬皂來講芳香酸皂的壓析小﹐而脂肪酸皂的壓析性大﹐同時(shí)隨著脂肪酸根碳鏈的增長﹐相應(yīng)的壓析現(xiàn)象也就更為嚴(yán)重。壓析性與穩(wěn)定劑的用量有關(guān)。在一定范圍內(nèi)﹐隨著穩(wěn)定劑用量的增加﹐壓析也相應(yīng)增加﹐但當(dāng)穩(wěn)定劑用量超過某一定值時(shí)﹐壓析卻不再繼續(xù)增加。一般來講﹐在實(shí)際加工中﹐加工溫度越高﹐加工時(shí)間越長﹐則壓析現(xiàn)象越嚴(yán)重。

3.壓析的防止

 盡管影響壓析的因素非常復(fù)雜﹐但是在長期的加工實(shí)踐中﹐人們也總結(jié)一些基本規(guī)律的一套防止壓析的具體措施﹐以最大限度的減輕壓析。

（1）壓析通常只出現(xiàn)在同時(shí)含有一種堿土金屬鹽和一種重金屬鹽的PVC配方中﹐堿土金屬可能來自于填料﹑穩(wěn)定劑或者潤滑劑（硬脂酸鈣）﹐而重金屬可能來自顏料（鈦﹑錳﹑鉛）﹑穩(wěn)定劑（鎘﹑鋅﹑鉛）或者來自其它方面。

（2）積垢的形成速度取決于PVC制品的生產(chǎn)速度﹑配方中的金屬的百分比以及所加入金屬的化學(xué)形態(tài)。

（3）調(diào)節(jié)堿土金屬穩(wěn)定劑的濃度是控制壓析產(chǎn)生的有效方法。在符合穩(wěn)定作用需要的前提下﹐應(yīng)把用量降低到最低限度。用堿金屬鹽部分或者全部取代堿土金屬有利于減輕壓析。

（4）穩(wěn)定劑的并用可以減輕壓析。硬脂酸鋇﹑硬脂酸鈣等壓析性大﹐如果與硬脂酸鋅﹑硬脂酸鎘等并用則可有效在減少壓析。除硬脂酸鋅﹑硬脂酸鎘外﹐也可用硬脂酸鉛﹑硬脂酸鋁等。

（5）加入某些壓析防止劑可以防止壓析現(xiàn)象。加入陽離子或陰離子表面活性劑﹐常常有助于降低或消除壓析﹔加入硬脂酸或硬脂酸鋅為基礎(chǔ)的穩(wěn)定劑﹐尤其是配制成液體的鋅穩(wěn)定劑則可有效的減少壓析﹔加入氧化鋁﹑硅膠﹑亞磷酸三苯酯等都有抑制壓析的作用。

（6）有機(jī)錫穩(wěn)定劑﹐不管用在那一種配方中﹐也不管那一種加工方法﹐都 不會(huì)引起壓析。

（7）輥或螺桿的表面狀態(tài)與壓析有微妙的關(guān)系﹐因此應(yīng)使輥面保持光潔﹐注意防止各種異物﹑腐蝕性物質(zhì)等損傷輥或螺桿表面。在更換配方時(shí)要把加工設(shè)備清洗干凈。

（8）壓析程度與空氣中的水分有關(guān)﹐水分多時(shí)易造成壓析現(xiàn)象。

七﹑電性能

1.電絕緣性和抗靜電性

  在進(jìn)行電線電纜等絕緣材料的配方設(shè)計(jì)時(shí)﹐要求物料不能含有離子型材料。物料中穩(wěn)定劑不單要求能夠防止PVC降解造成的顏色變黑﹐而且要確保穩(wěn)定化過程中為非離子型產(chǎn)物。不具備這種作用的穩(wěn)定劑﹐不能使用于有電性能要求的制品。穩(wěn)定化過程中生成非離子型化合物﹐因而不導(dǎo)電的性能﹐通常稱為穩(wěn)定劑的電絕緣性。與上述情況相反﹐在制造地板﹑地毯等制品時(shí)﹐為了防止制品事靜電﹐往往要求使用的穩(wěn)定劑在穩(wěn)定化過程中生成可導(dǎo)電的金屬氯化物﹐以防止靜電積累﹐這種情況稱為穩(wěn)定劑具有抗靜電性。

2.電性能的評價(jià)

  用作電氣絕緣材料的一些配方﹐必須考慮到材料的電性能﹐包括體積電阻率﹑介電強(qiáng)度﹑介電常數(shù)和功率因子等。

3.各類穩(wěn)定劑的電性能

一般的無機(jī)鹽﹑金屬皂類電絕緣性好﹐適用于電線外被和絕緣配方。有機(jī)錫﹐液體鋇/鎘復(fù)合穩(wěn)定劑的電絕緣性低﹐可以用在防止靜電的配方中。

八﹑毒性

（1）鉛鹽 鉛鹽的毒性很強(qiáng)﹐屬于劇毒穩(wěn)定劑。長期接觸者應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)﹕1.使用有效的防塵口罩。2.用3%的硫代硫酸鈉或者0.5%的食鹽水與薄荷醇的稀溶液漱口。3.進(jìn)行徹底的沐浴。4.服用維生素害藥物。

（2）鎘皂 鎘皂一種毒性很強(qiáng)的環(huán)境污染物質(zhì)﹐每人每日攝鎘超過300μg就會(huì)有骨痛病的危險(xiǎn)。

（3）鋇皂 鋇的毒性很強(qiáng)﹐不能使用于無毒配方中。

第四節(jié)熱穩(wěn)定劑各論

一﹑有機(jī)錫穩(wěn)定劑

1. 有機(jī)錫穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)與分類

有機(jī)錫穩(wěn)定劑一般可用以下結(jié)構(gòu)表示﹕XnSnY(4-n) （n=1---3）

其中﹐X基團(tuán)可以是烷基﹐如甲基﹑丁基﹑辛基﹐也可以是酯基。根據(jù)X基團(tuán)的不同﹐有機(jī)錫穩(wěn)定劑可分為烷基錫和酯基錫﹐烷基錫又可根據(jù)烷基的不同分為甲基錫﹑丁基錫﹑辛基錫等。Y可以是脂肪酸根﹐如馬來酸根﹑月桂酸根﹑也可以是硫醇根。根據(jù)Y基團(tuán)的不同﹐有機(jī)錫穩(wěn)定劑可分為有機(jī)錫馬來酸鹽﹑有機(jī)錫月桂酸鹽﹑有機(jī)錫硫醇鹽等。

2.有機(jī)錫穩(wěn)定劑的性能及應(yīng)用

  有機(jī)錫穩(wěn)定劑最大的優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的透明性﹐使用有機(jī)錫穩(wěn)定劑的PVC配方﹐可得到結(jié)晶般的制品。有機(jī)錫穩(wěn)定劑具有超凡的熱穩(wěn)定性﹐目前沒有任何其它類型的熱穩(wěn)定劑能超過它。在押出過程中﹐加工溫度可達(dá)到200---230oC.大多數(shù)有機(jī)錫穩(wěn)定劑是無毒的﹐加之有機(jī)錫穩(wěn)定劑在PVC中遷移極微﹐因此有機(jī)錫穩(wěn)定劑是PVC加工首選熱穩(wěn)定劑。

  有機(jī)錫穩(wěn)定劑與PVC有極好的兼容性﹐一般不會(huì)出現(xiàn)像鉛鹽穩(wěn)定劑﹑金屬皂穩(wěn)定劑體系所常見的在金屬表面析出用壓析等現(xiàn)象。有機(jī)錫穩(wěn)定劑不會(huì)提高液體狀PVC的黏度﹐也不會(huì)對液體體系的表面特性或?qū)θ廴诘腜VC制品表面產(chǎn)生不利影響。含硫的有機(jī)錫穩(wěn)定劑自潤滑性較差﹐要使制品的透明性好﹐就得提高加工溫度。但總的來說﹐有機(jī)錫穩(wěn)定劑同其它任何類型穩(wěn)定劑來比﹐其綜合性能更接近于理想中的穩(wěn)定劑。但所有的有機(jī)錫穩(wěn)定劑﹐主要缺點(diǎn)是成本高。

二﹑鉛鹽穩(wěn)定劑

1.概況

鉛鹽穩(wěn)定劑是最古老的穩(wěn)定劑之一。鉛鹽穩(wěn)定劑一般都具有很強(qiáng)的結(jié)合氯化氫的能力﹐對于PVC脫HCL無抑制作用,也無促進(jìn)作用.氧化鉛與氯化氫的結(jié)合能力很強(qiáng)﹐如果作為穩(wěn)定使用﹐會(huì)造成制品著色﹐所以人們就開發(fā)了一系列帶“鹽基”（PbO）的白色鉛鹽﹐穩(wěn)定劑行業(yè)所說的鉛鹽就是指的這一類結(jié)合有機(jī)鹽的無機(jī)或有機(jī)酸鉛鹽。其中無機(jī)酸包括硫酸﹑亞磷酸﹑亞硫酸等﹐而有機(jī)酸包括鄰苯二甲酸﹑硬脂酸﹑水楊酸﹑馬來酸等。鉛鹽穩(wěn)定劑最大的特點(diǎn)是耐熱性和電絕緣性好﹐成本低﹐最大的缺點(diǎn)就是毒性高和透明性差。三鹽基性硫酸鉛的分子式為3PbO.PbSO4.H2O.

2. 鉛鹽穩(wěn)定劑的性能及應(yīng)用

  鉛鹽穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性優(yōu)良﹐特別是長期熱穩(wěn)定性良好﹔電氣絕緣性優(yōu)良﹔具有白色顏料的性能﹐覆蓋力大﹐因此耐候性也良好﹔可做發(fā)泡劑的活性劑﹔價(jià)格低。但其缺點(diǎn)是相對密度大且易凝集﹐因而配料中難以分散均勻﹔毒性大且有初期著色性﹐給配色帶來困難﹐故難得到鮮明色彩﹔缺乏潤滑性和透明性﹔容易產(chǎn)生硫化污染。

（1）耐熱性好 在鹽基性鉛鹽中﹐起穩(wěn)定作用的僅僅是鹽基﹐能夠發(fā)生反應(yīng)的鹽基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）稱為“有效鉛含量”。有效鉛含量高者﹐耐熱性高。三鹽基性硫酸鉛的有效鉛含量較高﹐故比其它產(chǎn)品表現(xiàn)出更為出色的耐熱性。

（2）電絕緣性優(yōu)異 由于鉛鹽是非離子的﹐且不導(dǎo)電﹐因而是惰性的。這就是鉛鹽類穩(wěn)定劑有優(yōu)異的電絕緣性﹐在電線﹑電纜行業(yè)有很大用途的原因。

（3）耐候性優(yōu)異﹑透明性差﹐這是相關(guān)聯(lián)的問題。根據(jù)鉛鹽的具體結(jié)構(gòu)﹐有些能起白色顏料的作用﹐而透明性好的也只能達(dá)到渾濁或者乳白色的半透明﹐都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的覆蓋力﹐因此具有較強(qiáng)的耐候性。

（4）分散性差及毒性 這是鉛鹽的主要缺點(diǎn)。

（5）大多數(shù)鉛類穩(wěn)定劑是不可溶的﹐不能從PVC中萃取出來﹐故鉛不存在諸如穩(wěn)定劑揮發(fā)等問題。鉛鹽的光穩(wěn)定性極好。

三﹑金屬皂穩(wěn)定劑

1.概況

金屬皂穩(wěn)定劑是穩(wěn)定劑中的一大類﹐它是高級脂肪酸金屬鹽總稱。

2.金屬皂的性能特點(diǎn)及應(yīng)用

（1）鎘皂穩(wěn)定劑  鎘皂是金屬皂中性能最好的一類。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在﹕1.良好的熱穩(wěn)定性﹔2.無初期著色﹐可制得無色透明產(chǎn)品﹔3.優(yōu)良的光穩(wěn)定性﹔4.有防止析出黏附的效果。鎘皂中應(yīng)用最廣乏的是硬脂酸鎘。

（2）鋅皂穩(wěn)定劑   鋅皂穩(wěn)定劑對PVC的熱穩(wěn)定性極差﹐添加鋅皂的樣片﹐加熱時(shí)急劇變黑﹐產(chǎn)生“鋅燒”現(xiàn)象﹐因此鋅鋅皂穩(wěn)定劑不能單獨(dú)使用。因?yàn)樗c鎘皂具有相同的反應(yīng)性﹐作為無毒產(chǎn)品與堿土金屬皂和輔助穩(wěn)定劑并用﹐可替代鎘類穩(wěn)定劑的配方。鋅皂的主要優(yōu)點(diǎn)有﹕1.初期著色性優(yōu)良﹔2.防止積垢效果好﹔3.可提高耐候性﹔4.許多鋅皂被認(rèn)可為無毒穩(wěn)定劑﹐與鈣皂配合用于無毒配方﹔5.鋅系穩(wěn)定劑用于糊狀樹脂顯示出理想的穩(wěn)定效果。鋅皂的代表產(chǎn)品為硬脂酸鋅。

（3）鋇皂穩(wěn)定劑 鋇類化合物熱穩(wěn)定性好﹐以金屬皂和液態(tài)穩(wěn)定劑的形態(tài)廣泛應(yīng)用。其代表性產(chǎn)品為硬脂酸鋇。這類化合物加工時(shí)產(chǎn)生紅色的初期著色﹐這容易引起壓析現(xiàn)象﹐因此鋇皂也不單獨(dú)使用﹐經(jīng)常與鎘鋅皂并用于軟質(zhì)制品配方中。鋇皂最典型的應(yīng)用是與鎘皂配合使用﹐幾乎是復(fù)合金屬皂的典型代表。由于毒性較大﹐鋇皂有一天也會(huì)走出人們的視野。鋇皂穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)主要為﹕1.良好的熱穩(wěn)定性﹔2.良好的潤滑性。

（4）鈣皂穩(wěn)定劑  鈣皂穩(wěn)定劑以硬脂酸鈣為代表。這類穩(wěn)定劑穩(wěn)定性差﹐但無毒﹐具有良好的潤滑性﹐與鉛鹽﹑鋅皂﹑有機(jī)錫具有協(xié)同作用﹐應(yīng)用前景十分廣闊。鈣皂穩(wěn)定劑最典型的應(yīng)用是與鋅皂配合使用用于無毒配方﹐用于電線電纜方面有上乘表現(xiàn)。

（5）其它金屬皂穩(wěn)定劑  硬脂酸鋁﹑硬脂酸鎂﹑硬脂酸鈣﹑硬脂酸鋅均為無毒穩(wěn)定劑﹐都需要與其它穩(wěn)定劑配合使用。

  金屬皂的性能與所含金屬的種類有很大。一般情況下﹐鎘皂﹑鋅皂初期耐熱性好﹔鋇皂﹑鈣皂﹑鎂皂﹑鍶皂長期穩(wěn)定性好﹐鉛皂處于中間。鎘皂﹑鋅皂﹑鉛皂﹑鋇皂﹑錫皂耐候性好﹔鉛皂﹑鎘皂的潤滑性好﹔鋇皂﹑鈣皂﹑鍶皂潤滑性較差﹐但凝膠化性能好﹔鋇皂﹑鈣皂﹑鎂皂﹑鍶皂容易產(chǎn)生壓析現(xiàn)象﹐而鋅皂﹑鎘皂則不容易出現(xiàn)壓析﹔鉛皂﹑鎘皂毒性大﹐有硫化污染﹐鈣皂﹑鋅皂可用于無毒配方。

  金屬皂的羥酸部分也對其性能產(chǎn)生一定的影響。在相同情況下﹐一般酸根碳鏈增長﹐潤滑性變好﹐兼容性降低﹐壓析現(xiàn)象嚴(yán)重﹐噴霜也變得厲害﹔但被水的極性溶劑抽出減少。

3.復(fù)合金屬皂穩(wěn)定劑

  加工行業(yè)對穩(wěn)定劑的性能要求是多方面的﹐而單一的金屬皂往往滿足不了使用要求﹐因此復(fù)合金屬皂穩(wěn)定劑的使用已成為一種趨勢。金屬皂的復(fù)合使用﹐不是性能的簡單相加﹐而是利用了組分之間的協(xié)同作用。復(fù)合金屬皂穩(wěn)定劑的組成一般是不公開的。但基本組成包括穩(wěn)定劑主體（即金屬皂）﹑溶劑（有機(jī)溶劑﹑增塑劑﹑液態(tài)非金屬穩(wěn)定劑）﹑功能助劑（輔助穩(wěn)定劑﹑透明改良劑﹑光穩(wěn)定劑﹑潤滑劑等）。根據(jù)形態(tài)來分﹐目前使用的復(fù)合穩(wěn)定劑主要有固體復(fù)合穩(wěn)定劑和液體復(fù)合穩(wěn)定劑。液體復(fù)合穩(wěn)定劑具有以下優(yōu)點(diǎn)﹕1.與PVC樹脂﹑增塑劑兼容性好﹐凝膠化迅速﹑透明性優(yōu)良﹔2.無飛散性﹐作業(yè)環(huán)境好﹔3.與亞磷酸酯﹑環(huán)氧化合物容易實(shí)現(xiàn)“一包裝”﹔4.與有機(jī)溶劑兼容﹐黏度穩(wěn)定性好。固體復(fù)合穩(wěn)定劑具有以下優(yōu)點(diǎn)﹕1.潤滑性優(yōu)良﹔2.不降低PVC的維卡溫度。

 （1）鋇/鎘復(fù)合穩(wěn)定劑  鋇/鎘復(fù)合穩(wěn)定劑是性能優(yōu)良的穩(wěn)定劑。鋇化合物和鎘化合物并用﹐能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。羥酸鎘具有優(yōu)異的初期著色性﹐但長期穩(wěn)定性差﹐而鋇化合物與之相反。兩者并用能獲得良好的長期穩(wěn)定性。其優(yōu)點(diǎn)為﹕1.無初期著色﹐熱穩(wěn)定性優(yōu)良﹔2.無析出和噴霜﹔3.加工性優(yōu)良﹔4.耐候性優(yōu)良。

  鋇/鎘復(fù)合穩(wěn)定劑的成分除了金屬皂外﹐還有多元醇﹑受阻酚抗氧劑﹐在許多配方中還含有液體亞磷酸酯和液體環(huán)氧增塑 劑。這是因?yàn)殒k鹽在穩(wěn)定化過程中生成氯化鎘﹐該物質(zhì)對脫HCL有極強(qiáng)的催化作用﹐亞磷酸酯﹑多元醇等物質(zhì)的配合﹐可螯合或鈍化有害的氯化鎘。有時(shí)為了改善初期著色性和透明性﹐還配合有金屬鋅皂。以下是一個(gè)鋇/鎘/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑配方的實(shí)例﹕

 水解亞磷酸二苯二異辛酯8.6  苯甲酸鎘8.3 季戊四醇3.0  脂肪酸鋅4.4 雙酚A2.8   亞磷酸一苯二異辛酯57.4  脂肪酸鋇15.5

 （2）鋇/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑  鋇/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑是為了取代鎘鹽而開發(fā)的穩(wěn)定劑。以下是一個(gè)鋇/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑配方的實(shí)例﹕

   烷基酚鋇  33.7    水解亞磷酸三苯酯   2.3液體石蠟   19.3  雙酚 A     0.8

   高極脂肪醇  19.3   雙亞磷酸酯    19.4苯甲酸鋅  4.3   季戊四醇      0.9

   β-二酮化合物作為初期著色防止劑的使用﹐使鋇/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑性能更加完善。其主要優(yōu)點(diǎn)是﹕1.耐候性優(yōu)于鋇/鎘復(fù)合穩(wěn)定劑﹔2.耐寒性得到改良﹐可減少磷酸酯類輔助增塑劑用量。鋇/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑光穩(wěn)定性方面稍差﹐可通過配合使用環(huán)氧增塑劑和紫外線吸收劑來補(bǔ)償。

 （3） 鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑 鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑是為無毒應(yīng)用領(lǐng)域而開發(fā)的穩(wěn)定劑。以下是鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑的配方實(shí)例﹕

  硬酯酸鈣    25      固體亞磷酸酯   5 硬酯酸鋅   5      β-二酮化合物   3

鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑的性能可以通過調(diào)節(jié)鈣/鋅比來實(shí)現(xiàn)。鈣含量增加﹐長期穩(wěn)定性變好﹐透明性增強(qiáng)﹔鋅含量增加﹐初期著色減少﹐而長期穩(wěn)定性降低。

四﹑有機(jī)銻穩(wěn)定劑

  有機(jī)銻穩(wěn)定劑的優(yōu)勢在于﹕穩(wěn)定性能好﹐成本較低﹐產(chǎn)品無毒﹔它的缺點(diǎn)是﹕透明性差﹐光穩(wěn)定性差﹐潤滑性差﹐與某些有產(chǎn)生交叉污染等。充分了解產(chǎn)品的特性﹐最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢﹐克服其缺點(diǎn)﹐對于穩(wěn)定劑的合理選用是非常重要的。

五﹑有機(jī)輔助穩(wěn)定劑

 (1)亞磷酸酯  亞磷酸酯是應(yīng)用最廣泛的有機(jī)輔助穩(wěn)定劑,在液體鋇/鋅、鈣/鋅類穩(wěn)定劑中是一種不可缺少的成分，在鎘/鋇/鋅體系中作用更為明顯。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，亞磷酸酯可分為亞磷酸單酯、亞磷酸二酯和亞磷酸三酯。一般亞磷酸單酯表現(xiàn)出優(yōu)良的耐析出性的透明性，亞磷酸二酯和亞磷酸三酯則表現(xiàn)出優(yōu)良的耐候性、熱穩(wěn)定性和著色性能。在硬質(zhì)PVC中加入某些亞磷酸酯可以改善光穩(wěn)定性，此外亞磷酸酯的加入可以降低熔體黏度，從而使PVC的加工比較容易進(jìn)行。

  在PVC制品配方中，亞磷酸酯 的作用首先表現(xiàn)在置換烯丙基氯，在金屬皂存在下，亞磷酸酯可與某些金屬產(chǎn)生螯合或者與金屬氯化物生成亞磷酸鹽,從而抑制其在脫氯化氫中的催化作用.一般亞磷酸烷基芳基酯性能優(yōu)于亞磷酸烷基酯. 亞磷酸酯一般用于液體穩(wěn)定體系,一般添加量為10%-30%(在穩(wěn)定劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)).

(2)環(huán)氧化合物  環(huán)氧化合物也是無鎘配合中不可缺少的并用助劑,具有改善熱穩(wěn)定性、耐候性和透明性的作用。環(huán)氧化合物的輔助穩(wěn)定效果取決于穩(wěn)定體系，一般說來對鈣/鋅和鋇/鋅穩(wěn)定性影響最大，對鋇/鎘和鉛鹽也有一定影響，但對有機(jī)錫穩(wěn)定性絲毫沒有改進(jìn)。液體的環(huán)氧化合物還起到增塑劑和滑劑的作用，因此在使用環(huán)氧化合物的軟質(zhì)PVC配方中，主增塑劑的用量可在一定程度上減少。環(huán)氧化合物還可以改善鋇/鋅、鈣/鋅體系的光穩(wěn)定性。此外，環(huán)氧油酸酯黏較低，能賦予良好的低溫柔順性，環(huán)氧化油揮發(fā)性低，可改善耐抽出性。

  環(huán)氧化合物的氯化氫反應(yīng)生成氯乙醇，在鈣、鋅等金屬皂催化下，取代PVC中不穩(wěn)定的氯原子而發(fā)揮穩(wěn)定作用。在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中，環(huán)氧化合物的作用是抑制PVC的變黃，單獨(dú)使用效果不佳，當(dāng)環(huán)氧化合物與亞磷酸并用時(shí)，其效果可得到明顯改善。

（3）多元醇  多元醇可以螯合金屬離子,防止氯化物催化降解,可以置換烯丙基氯,從而使PVC穩(wěn)定.一般使用的多元醇易溶于水,

六、螯合劑

  螯合劑幾乎全是亞磷酸的烷基或芳基酯類，與金屬鹽成絡(luò)合物。其性能具體表現(xiàn)如下：

1.阻止聚氯乙烯樹脂催化降解。

2.阻止變色至最低程度.

3.阻止起霜

4.改善制品透明性.

5.因其本身是還原劑,故又能抗氧.但是耐熱性不強(qiáng).

6.使用螯合劑可以減少主穩(wěn)定劑用量.

7.不能單獨(dú)使用,必須與主穩(wěn)定劑并用.一般用量為0.1%-0.5%(質(zhì)量份)

螯合劑中用量最多的是亞磷酸三苯酯(C6H5O)3P,它是無色或微黃色透明油狀液體,不溶于水.

七、主要安定劑分類列表