La degradazione del PVC è causata principalmente dalla decomposizione degli atomi di cloro attivi nella molecola a seguito del riscaldamento e della presenza di ossigeno, con conseguente produzione di HCl. Pertanto, gli stabilizzanti termici per PVC sono principalmente composti in grado di stabilizzare gli atomi di cloro nelle molecole di PVC e di prevenire o assorbire il rilascio di HCl. R. Gachter et al. hanno classificato gli effetti degli stabilizzanti termici in preventivi e correttivi. I primi hanno la funzione di assorbire HCl, sostituire gli atomi di cloro instabili, eliminare le fonti di innesco e prevenire l'ossidazione automatica. I secondi, di tipo correttivo, mirano ad integrarsi nella struttura polienica, a reagire con le parti insature del PVC e a distruggere i carbocationi. Nello specifico, come segue:
(1) Assorbire HCl estratto dal PVC per inibire la sua attività autocatalitica. Prodotti come sali di piombo, saponi metallici di acidi organici, composti organostannici, composti epossidici, ammine, alcossidi metallici e fenoli e tioli metallici possono tutti reagire con HCl per inibire la reazione di de HCl del PVC
Me (RCOO) 2+2HCl MeCl+2RCOOH
(2) Sostituire o eliminare fattori instabili come atomi di cloruro di allile o atomi di cloruro di carbonio terziario nelle molecole di PVC ed eliminare il punto di inizio della rimozione di HCl. Se gli atomi di stagno degli stabilizzanti organici di stagno si coordinano con gli atomi di cloro instabili delle molecole di PVC e gli atomi di zolfo nello stagno organico si coordinano con i corrispondenti atomi di carbonio nel PVC, gli atomi di zolfo nel corpo di coordinazione sostituiscono gli atomi di cloro instabili. Quando è presente HCl, il legame di coordinazione si scinde e il gruppo idrofobico si lega saldamente agli atomi di carbonio nelle molecole di PVC, inibendo così ulteriori reazioni di rimozione di HCl e formazione di doppi legami. Tra i saponi metallici, il sapone di zinco e il sapone di potassio hanno la reazione di sostituzione più veloce con gli atomi di cloro instabili, il sapone di bario è il più lento, il sapone di calcio è ancora più lento e il sapone di piombo è intermedio. Allo stesso tempo, i cloruri metallici generati presentano diversi gradi di effetto catalitico sulla rimozione dell'HCl, e la loro intensità è la seguente:
ZnCl>CdCl>>BaCl, CaCh>R2SnCl2 (3) viene aggiunto ai doppi legami e ai doppi legami co-coniugati per prevenire lo sviluppo di strutture polieniche e ridurre la colorazione. I sali o i complessi di acidi insaturi hanno doppi legami, che subiscono una reazione di addizione di diene con le molecole di PVC, interrompendo così la loro struttura covalente e inibendo il cambiamento di colore. Inoltre, il sapone metallico è accompagnato dal trasferimento del doppio legame durante la sostituzione del cloruro di allile, causando danni alla struttura polienica e quindi inibendo il cambiamento di colore.
(4) Catturare i radicali liberi per prevenire l'ossidazione automatica. Se l'aggiunta di stabilizzanti termici fenolici può bloccare la rimozione dell'HCl, ciò è dovuto al fatto che i radicali liberi dell'atomo di idrogeno forniti dai fenoli possono accoppiarsi con i radicali liberi macromolecolari del PVC degradato, formando una sostanza che non può reagire con l'ossigeno e ha un effetto di stabilizzazione termica. Questo stabilizzante termico può avere uno o più effetti.
Data di pubblicazione: 29 marzo 2024
