随着人类环保意识的增强,PVC的绿色环保化将成为行业发展的必然趋势。作为PVC加工的重要助剂,热稳定剂的发展同样面临绿色环保可持续发展的问题,本文在PVC塑料制品禁限用物质法令、法规、标准的基础上,综述了钙/锌复合金属盐类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、稀土类热稳定剂、有机类热稳定剂的作用机理和研究现状,并对其发展方向、发展趋势进行了展望。
5 有机类热稳定剂
有机类热稳定剂通常是指含有N、P、S等原子,具有一定特殊结构的有机化合物。随着人们环保意识的增强和各类指令、法规的实施,逐渐减少含重金属元素热稳定剂的使用,使用无毒环保的有机热稳定剂成为 PVC 行业发展的趋势。近年来,因其具有高效的热稳定性能,又具有一些其它特性,国内外学者对这类热稳定剂的研究越来越深入。
Ahmed M. Mansour[33]等制备了磺胺二甲嘧啶铜,使用元素分析、红外光谱、热重分析以及紫外可见光谱对产物进行了表征,考察了产物在PVC制品中的性能,结果发现磺胺二甲嘧啶铜具有良好热稳定性能,静态热稳定时间达到60 min,初始降解温度可达275 min,从物质结构方面探讨了稳定机理,并研究了其抗菌作用。R.M. Akhmetkhanov [34]等把5-羟基-6-甲基脲嘧啶添加到PVC中,发现显著地降低了氢过氧化物的积累,增强PVC热稳定性能,还具有高效的抗氧化能力。李先铭等[35]采用刚果红法和红外光谱分析研究了姜黄素对 PVC 的热稳定作用,并与常用的热稳定助剂进行复配。以市售铅盐和钙/锌复合稳定剂为对比组,利用转矩流变仪、电子万能试验机等研究了复合体系的流变性能和力学性能。结果表明:含3份姜黄素的PVC静态热稳定时间为14 min;姜黄素可缓解 PVC 的氧化降解;姜黄素与月桂酸镧、硬脂酸钙存在明显的协同效应,复配比例约为1:0.8:0.5 时静态及动态热稳定时间分别为50 min、47 min;其流变性能和力学性能与添加铅盐(添加量均为3份)基本一致,优于钙/锌复合稳定剂,其中动态热稳定时间远高于两者。倪凯等[36]合成了香草醛希夫碱(VAS),研究了VAS在硬脂酸盐(CaSt2和ZnSt2)及水滑石(LDH)复合热稳定体系中对 PVC 热稳定作用的影响。结果表明:ZnSt2与VAS 存在较好的协同作用,与LDH 复配能显著提高复合热稳定体系的热稳定性,VAS:ZnSt2:LDH 复合热稳定体系的最佳配比为5:3:2。
6 展望
进入21世纪后,由于全球对环境保护的要求日益严格,限制重金属稳定剂的法规日益规整,故热稳定剂的生产及消费进一步向无毒、低毒、复合高效方向发展,无铅、无镉化已引起发达国家的普遍重视。随着替代产品不断出现和应用,铅、镉(特别是镉)稳定剂的应用已呈逐步下降的态势,出现了一些无毒或者是低毒的热稳定剂(如有机锡类化合物、钙\锌皂盐、稀土稳定剂等)。
尽管近年我国的复合型、无毒和低毒的热稳定剂生产与开发取得了相当不错的成绩,但是与世界先进水平相比仍存在许多的不足和较大差距(如品种少,生产规模小等)。我国新型热稳定剂生产与应用远远不能满足国内PVC工业的发展,一些比较高档的PVC制品所需的热稳定剂还主要依赖于进口。我国PVC工业的快速发展,为热稳定剂行业的发展提供了良好的市场保障和广阔的发展空间,同时也对热稳定剂行业提出了更高的要求。加强我国新型热稳定剂研究和开发,应该重视以下几点:(1)加强原有无铅、无镉、钙锌稳定剂的研究和改进,提高原有产品质量;(2)根据原料来源和市场分布,逐步建立相对集中的大规模助剂生产厂群;(3)配合其他PVC助剂的开发和生产,发展多元复合式产品,进一步减少资源浪费和环境污染,带动“绿色”助剂产业的可持续发展。(文章来源于网络)