Šiluminiai stabilizatoriai
Terminiai stabilizatoriai turi užkirsti kelią PVC dervos skilimui arba jį palengvinti. Šiluminio stabilizatoriaus variantų pasirinkimas formulėje paprastai priklauso nuo produkto reikalavimų. Pavyzdžiui:
Švino druskos stabilizatoriai daugiausia naudojami standžiuosiuose gaminiuose. Švino druskos stabilizatoriai turi gerą terminį stabilumą, puikias elektrines savybes ir mažą kainą. Tačiau jie yra labai toksiški, linkę užteršti produktus ir gali gaminti tik nepermatomus produktus.
Pastaraisiais metais kompozitinių stabilizatorių atsirado daug, todėl kyla pavojus pakeisti vienkomponentinius stabilizatorius. Kompozitinių stabilizatorių charakteristikos apima stiprią specializaciją, minimalią taršą ir supaprastintą perdirbimą gamybos įmonėms. Tačiau dėl vieningų standartų trūkumo įvairių gamintojų kompozitinių stabilizatorių skirtumai yra dideli.
Bario-kadmio stabilizatoriai yra geras našumo terminis stabilizatorius. Jie plačiai naudojami PVC žemės ūkio plėvelėse. Paprastai bario-kadmio cinkas ir organiniai fosfatai naudojami kartu su antioksidantais.
Kalcio-cinko stabilizatoriai gali būti netoksiški stabilizatoriai, naudojami maisto pakuotėse, medicinos prietaisuose ir farmacijos pakuotėse. Tačiau jų stabilumas yra palyginti mažas, o naudojant dideliais kiekiais sumažėja skaidrumas, jie linkę apšalti.
Organotino stabilizatoriai pasižymi geromis savybėmis ir tinka tiek PVC standžiems, tiek skaidriems gaminiams. Ypač oktiltinas tapo nepakeičiamu netoksiškų pakavimo produktų stabilizatoriumi, nors ir brangiau.
Epoksidiniai stabilizatoriai dažniausiai naudojami kaip pagalbiniai stabilizatoriai. Naudojant kartu su bario-kadmio ir kalcio-cinko stabilizatoriais, jie gali pagerinti šviesos ir šilumos stabilumą. Tačiau jie yra linkę į migraciją. Kiti pagalbiniai stabilizatoriai yra polioliai ir organiniai fosfatai.
Pastaraisiais metais taip pat atsirado retųjų žemių stabilizatoriai ir hidrotalcito pagrindu pagaminti stabilizatoriai. Retųjų žemių stabilizatoriai pasižymi puikiomis apdirbimo savybėmis, o hidrotalcitas yra netoksiškas stabilizatorius.
Šiluminio stabilizatoriaus pasirinkimo principai
Sudarant standųjį PVC, kai plastifikatoriaus kiekis yra mažas arba jo nėra, stabilizatoriaus kiekis turėtų būti atitinkamai padidintas, kad būtų pasiektas geras stabilumas.
(1) Nepermatomuose standžiuosiuose gaminiuose dažniausiai naudojamas tribazinis švino sulfatas ir dvibazis švino fosfitas, o kartu naudojant santykiu 2:1 arba 1:1, iš viso pridedant 3–5 dalių, atsiranda sinergetinis poveikis. Kaip alternatyva, šiais laikais dažniausiai naudojami sudėtiniai švino stabilizatoriai.
(2) Skaidriems kietiems gaminiams švino druskos nenaudojamos. Vietoj to dažniausiai pasirenkami metalo muilo stabilizatoriai, išskyrus Pb ir Ca, taip pat organinis alavas, organinis stibis ir retųjų žemių stabilizatoriai. Metalinių muilo stabilizatorių dedama nuo 3 iki 4 dalių, o organinių alavo stabilizatorių – nuo 1 iki 1,5 dalių.
Minkštųjų PVC ir PVC pastos gaminių sudėtyje yra daug plastifikatoriaus, o apdorojimo temperatūra yra žema, todėl stabilizatoriaus kiekį galima atitinkamai sumažinti.
(1) Nepermatomiems lankstiems gaminiams dažniausiai naudojamos švino druskos (1–2 dalys) kartu su metaliniu muilu (1–2 dalys).
(2) Pusiau permatomuose lanksčiuose gaminiuose dažniausiai naudojami keli metaliniai muilai, pridedant 2–3 dalis.
(3) Skaidriems lankstiems gaminiams paprastai naudojamas organinis alavas (0,5–1 dalis) kartu su metaliniu muilu (1–2 dalys). Arba organinis stibis ir retųjų žemių stabilizatoriai gali pakeisti organinį alavą.
Netoksiškose PVC kompozicijose šiluminių stabilizatorių pasirinkimas:
(1) Reikėtų vengti švino druskos stabilizatorių.
(2) Galima pasirinkti metalo muilo stabilizatorius, išskyrus Pb ir Cd, pvz., kalcio ir cinko stabilizatorius.
(3) Galima pasirinkti netoksiškus organinius alavo stabilizatorius.
(4) Galima pasirinkti organinio stibio ir retųjų žemių stabilizatorius.
(5) Galima pasirinkti netoksiškus epoksidinius stabilizatorius pagalbiniuose stabilizatoriuose.
Sinergetinis pirminių stabilizatorių poveikis: PVC formulėje dažnai naudojami keli pirminiai stabilizatoriai, nes skirtingi pirminiai stabilizatoriai turi sinergetinį poveikį.
(1) Tribazinis švino sulfatas ir dvibazis švino fosfitas turi sinergetinį poveikį, kurių sinergetinis santykis yra 2:1 arba 1:1.
(2) Skirtingi metaliniai muilai turi sinergetinį poveikį, metalo muilo terminio stabilumo tvarka yra tokia: Cd, Zn > Pb > Ba, Ca.
(3) Tarp metalo muilo ir organinių alavo stabilizatorių yra sinergetinis poveikis ir abu dažnai naudojami kartu skaidriose kompozicijose.
(4) Kai kurie retųjų žemių stabilizatoriai turi sinergetinį poveikį su organiniu alavu ir sumažina sąnaudas pakeičiant organinį alavą.
Sinergija tarp pirminių ir pagalbinių stabilizatorių:
(1) Metaliniai muilai ir epoksidinė derva
(2) Metaliniai muilai ir polioliai
(3) Metaliniai muilai ir diketonai
(4) Kai kurie retųjų žemių metalai ir epoksidinė derva
(5) Metaliniai muilai ir organiniai fosfatai
Naudojant terminius stabilizatorius kartu su kitais priedais, kai kurie stabilizatoriai patys neturi tepimo savybių, pavyzdžiui, švino druskos, organinis alavas, organinis stibis ir retųjų žemių metalai, todėl tepalų preparatą reikia dėti atskirai. Kai kurie stabilizatoriai, pvz., metaliniai muilai, pasižymi tepimo savybėmis, todėl tepalų jų sudėtyje galima praleisti arba jų sumažinti.
Sieros turinčių organinių alavo stabilizatorių ir organinių stibio stabilizatorių nereikėtų naudoti kartu su Pb ir Cd turinčiais stabilizatoriais, nes kartu naudojami jie užterš sierą.
Antioksidantai
Apdorojimo ir naudojimo metu PVC gaminiuose esantys antioksidantai dėl karščio ir ultravioletinių spindulių oksiduojasi, o tai susiję su laisvųjų radikalų gamyba.
Pagrindinė pirminių antioksidantų funkcija yra grandinės nutraukimas arba laisvųjų radikalų pašalinimas. Pagrindinė jų funkcija yra jungtis su laisvaisiais radikalais, kad susidarytų stabilūs junginiai, nutraukiantys grandinines reakcijas.
Pagrindinis PVC naudojamas antioksidantas yra bisfenolis A. Taip pat yra ir pagalbinių antioksidantų arba vandenilio peroksido skaidytojų, tokių kaip trifenilfosfatas ir benzoilfenilizooktilfosfatas. Pirminių ir pagalbinių antioksidantų naudojimas kartu gali turėti sinergetinį poveikį.
Ultravioletiniai absorberiai
Lauke naudojami PVC gaminiai yra jautrūs ultravioletinei spinduliuotei jautrių bangų ilgių diapazone, todėl PVC molekulės sužadinamos arba nutrūksta cheminiai ryšiai, todėl susidaro laisvųjų radikalų grandininės reakcijos ir skatinamas PVC skaidymas bei senėjimas. Siekiant pagerinti atsparumą UV spinduliams, dažnai pridedami UV absorbentai.
Dažniausiai naudojami PVC UV absorberiai: triazinas-5, UV-9, UV-326, TBS, BAD ir OBS. Triazinas-5 turi geriausią poveikį, tačiau jis suteikia plėvelei šiek tiek geltonos spalvos. Tai gali pagerinti pridėjus nedidelį kiekį ftalocianino mėlynojo.
PVC žemės ūkio plėvelėse dažniausiai naudojama UV{{0}}, paprastai naudojama nuo 0,2 iki 0,5 dalių. TBS, BAD ir OBS, kurie yra salicilo rūgšties dariniai, pasižymi švelniu poveikiu ir, naudojant kartu su antioksidantais, užtikrina gerą atsparumą senėjimui.
Nepermatomų gaminių atsparumą oro sąlygoms paprastai galima pagerinti pridedant maskuojančio titano dioksido. Tačiau jei šiuo metu pridedama UV absorbentų, reikalingas didelis kiekis, o tai gali būti nenaudinga.