Degradacija PVC-a uglavnom je uzrokovana razgradnjom aktivnih atoma klora u molekuli pod utjecajem zagrijavanja i kisika, što rezultira proizvodnjom HCl. Stoga su PVC toplinski stabilizatori uglavnom spojevi koji mogu stabilizirati atome klora u PVC molekulama i spriječiti ili prihvatiti oslobađanje HCl. R. Gachter i suradnici klasificirali su učinke toplinskih stabilizatora kao preventivne i korektivne. Prvi imaju funkcije apsorpcije HCl, zamjene nestabilnih atoma klora, uklanjanja izvora paljenja i sprječavanja automatske oksidacije. Potonji tip korektivnog djelovanja ima za cilj dodati poliensku strukturu, reagirati s nezasićenim dijelovima u PVC-u i uništiti karbokatione. Konkretno, kako slijedi:
(1) Apsorbirati HCl ekstrahiran iz PVC-a kako bi se inhibirala njegova autokatalitička aktivnost. Proizvodi poput olovnih soli, organskih kiselih metalnih sapuna, organokositrnih spojeva, epoksidnih spojeva, amina, metalnih alkoksida i fenola te metalnih tiola mogu reagirati s HCl i inhibirati reakciju deHCl PVC-a.
Me (RCOO)2+2HCl MeCl+2RCOOH
(2) Zamijeniti ili ukloniti nestabilne čimbenike poput atoma alil klorida ili tercijarnih atoma ugljikovog klorida u molekulama PVC-a te ukloniti početnu točku uklanjanja HCI-a. Ako se atomi kositra organskih stabilizatora kositra koordiniraju s nestabilnim atomima klora molekula PVC-a, a atomi sumpora u organskom kositru koordiniraju s odgovarajućim atomima ugljika u PVC-u, atomi sumpora u koordinacijskom tijelu zamjenjuju se nestabilnim atomima klora. Kada je prisutan HC1, koordinacijska veza se cijepa, a hidrofobna skupina se čvrsto veže s atomima ugljika u molekulama PVC-a, čime se inhibiraju daljnje reakcije uklanjanja HCI-a i stvaranje dvostrukih veza. Među metalnim sapunima, cinkov sapun i sapun za lonce imaju najbržu reakciju supstitucije s nestabilnim atomima klora, barijev sapun je najsporiji, kalcijev sapun je sporiji, a olovni sapun je u sredini. Istovremeno, nastali metalni kloridi imaju različite stupnjeve katalitičkog učinka na uklanjanje HCI-a, a njihova snaga je sljedeća:
ZnCl>CdCl>>BaCl, CaCh>R2SnCl2 (3) se dodaje dvostrukim vezama i konjugiranim dvostrukim vezama kako bi se spriječio razvoj polienskih struktura i smanjila boja. Nezasićene kisele soli ili kompleksi imaju dvostruke veze koje prolaze kroz reakciju adicije diena s PVC molekulama, čime se narušava njihova kovalentna struktura i inhibira promjena boje. Osim toga, metalni sapun prati prijenos dvostruke veze dok zamjenjuje alil klorid, uzrokujući oštećenje polienske strukture i time inhibirajući promjenu boje.
(4) Hvatanje slobodnih radikala kako bi se spriječila automatska oksidacija. Ako dodavanje fenolnih toplinskih stabilizatora može blokirati uklanjanje HC1, to je zato što se slobodni radikali atoma vodika koje osiguravaju fenoli mogu spojiti s degradiranim makromolekularnim slobodnim radikalima PVC-a, tvoreći tvar koja ne može reagirati s kisikom i ima učinak toplinske stabilizacije. Ovaj toplinski stabilizator može imati jedan ili više učinaka.
Vrijeme objave: 29. ožujka 2024.
