PVC用金属皂热稳定剂的热稳定性和润滑性

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摘要

热稳定剂是赋予PVC树脂实用价值不可缺少的助剂，大部分的研究主要是针对如何提高热稳定性，这只是解决了PVC不耐高温，易分解的问题。由于PVC是含氯的强极性物质，流动性差，以及高温时对金属的黏附性问题往往成为生产制约的主要因素。本文主要从前人的理论研究的基础上，结合生产过程遇到的问题，可以更清楚得认识稳定剂。

一

热稳定性

金属类衍生物热稳定剂消除PVC中不稳定氯原予的前提有两个：一是热稳定剂中的金属离子有较强的与不稳定氯原子（Cl㊀）络合的能力，二是有机阴离子有较强的与碳鎓(C⊕)络合能力，只有两者络合能力均较强，聚氯乙烯的初期着色性才较小(接近无色)。

电负性是综合考察元素的电子亲和势、电离势的一个相对数值，表示元素吸引电子(不是获得电子)倾向性的大小。通过元素的电负性可以比较简单判断与氯原子（Cl㊀）和与碳鎓(C⊕)络合能力。

第1主族元素从Mg到Ba的电负性比较小，并且很接近，说明它们吸引电子能力近似．并比较弱，它们不能与PVC树脂中不稳定的氯原子(Cl㊀)形成配位键，因而不能使金属皂的阴离子取代不稳定氯原子，从而使PVC脱HCI并形成双键；当PVC体系有相当数量的HCl以后，它们只能吸收HCI，所以它们的有机酸盐作为热稳定剂，初期着色较重．而Zn、ca、A1、Pb、Sn、Sb的电负性较大，吸引电子能力较强，能与PVC树脂中不稳定的氯原子(Cl㊀)形成配位键，因而能使金属皂的阴离子取代不稳定氯原子，能预防PVC分解HCI形成双键反应，所以它们的有机酸盐作为热稳定剂都有较好的初期色相。

在有机锡中，硫原子比氧原子多一层电子，因而电子的屏蔽作用较大，使硫原子核原子共价半径较大，电离势及电负性比氧小。硫原子对外层电子吸引力较氧小。在外因作用下(如热、光及极性分子的诱导效应等)，硫醇中的硫原子(S㊀)较羧基中与锡相连的氧原子(O㊀)更容易与PVC中不稳定氯原子相对应的碳原子(C⊕)形成配位键，最终取代PVC中不稳定氯原子。[1]

二

润滑性

物质的相容性

高分子与低分子之间，其溶解度参数相近，一般不超过2.0（兆焦耳/米³）^1/2，则相容较易，溶解度参数相差大，就不易相容，此规律只适用于非极性，非晶态线性高分子，并不适合与具有氢键的物质。在按溶解度参数预测物质相容性的同时，必须结合考虑可否形成氢键，两种物质同为质子供给体或同为质子接受体，不利于形成氢键，导致难溶；但其中一种为质子供给体，另一种为质子接受体，有利于形成氢键，促进互溶。PVC属于弱氢键物质（质子供给体）；脂、酮、醚、醛类为中氢键物质（质子接受体），在PVC配方中，酯类增塑剂、环氧大豆油、部分类型的稳定剂属于此类物质，由于他们之间能形成氢键，且溶解度参数接近，相容性较好。在PVC树脂生产中，聚合成颗粒的PVC是不溶于氯乙烯单体溶液中。

溶解度参数的定义为物质内聚能密度的平方根。界面化学理论指出[2]，表面张力大、极性较大的液体内聚力较大，即分子间的作用力较大；而低表面张力、极性较小的液体的分子间作用力较小，内聚能也较小，不能也没有能力把高表面张力的液体向四周拉开，使液滴厚度变小、变薄。换句话说：高表面张力的液体在低表面张力液体或树脂熔体表面有自动收缩成液滴的趋势。