Degradacija PVC-a uglavnom je uzrokovana razgradnjom aktivnih atoma hlora u molekulu pod utjecajem zagrijavanja i kisika, što rezultira proizvodnjom HCI. Stoga su PVC stabilizatori toplote uglavnom spojevi koji mogu stabilizirati atome hlora u PVC molekulama i spriječiti ili prihvatiti oslobađanje HCI. R. Gachter i saradnici su klasificirali efekte toplotnih stabilizatora kao preventivne i remedijalne. Prvi imaju funkcije apsorpcije HCI, zamjene nestabilnih atoma hlora, eliminacije izvora paljenja i sprječavanja automatske oksidacije. Drugi tip remedijalnog djelovanja ima za cilj dodavanje polienskoj strukturi, reakciju sa nezasićenim dijelovima u PVC-u i uništavanje karbokationa. Konkretno, kako slijedi:
(1) Apsorbirati HC1 ekstrahiran iz PVC-a kako bi se inhibirala njegova autokatalitička aktivnost. Proizvodi poput olovnih soli, metalnih sapuna s organskim kiselinama, organokalajnih spojeva, epoksidnih spojeva, amina, metalnih alkoksida i fenola te metalnih tiola mogu reagirati s HCl i inhibirati deHCl reakciju PVC-a.
Me (RCOO)2+2HCl MeCl+2RCOOH
(2) Zamijeniti ili eliminirati nestabilne faktore poput atoma alil hlorida ili tercijarnih atoma ugljikovog hlorida u molekulama PVC-a, te eliminirati početnu tačku uklanjanja HCI. Ako se atomi kalaja organskih stabilizatora kalaja koordiniraju s nestabilnim atomima hlora u molekulama PVC-a, a atomi sumpora u organskom kalaju koordiniraju s odgovarajućim atomima ugljika u PVC-u, atomi sumpora u koordinacijskom tijelu zamjenjuju se nestabilnim atomima hlora. Kada je HC1 prisutan, koordinacijska veza se cijepa, a hidrofobna grupa se čvrsto veže s atomima ugljika u molekulama PVC-a, čime se inhibiraju daljnje reakcije uklanjanja HCI i formiranje dvostrukih veza. Među metalnim sapunima, cinkov sapun i sapun za lonce imaju najbržu reakciju supstitucije s nestabilnim atomima hlora, barijev sapun je najsporiji, kalcijev sapun je sporiji, a olovni sapun je u sredini. Istovremeno, generirani metalni hloridi imaju različit stepen katalitičkog efekta na uklanjanje HCI, a njihova jačina je sljedeća:
ZnCl>CdCl>>BaCl, CaCh>R2SnCl2 (3) se dodaje dvostrukim vezama i ko-konjugiranim dvostrukim vezama kako bi se spriječio razvoj polienskih struktura i smanjila boja. Nezasićene kisele soli ili kompleksi imaju dvostruke veze, koje podliježu reakciji 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 hlorid, uzrokujući oštećenje polienske strukture i time inhibirajući promjenu boje.
(4) Hvatanje slobodnih radikala radi sprječavanja automatske oksidacije. Ako dodavanje fenolnih stabilizatora topline 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, formirajući tvar koja ne može reagirati s kisikom i ima učinak toplinske stabilizacije. Ovaj stabilizator topline može imati jedan ili više učinaka.
Vrijeme objave: 29. mart 2024.
