Cơ chế hoạt động của chất ổn định PVC

Sự phân hủy của PVC chủ yếu là do sự phân hủy của các nguyên tử clo hoạt động trong phân tử khi đun nóng và oxy, dẫn đến tạo ra HCI. Do đó, chất ổn định nhiệt PVC chủ yếu là các hợp chất có thể ổn định các nguyên tử clo trong phân tử PVC và ngăn chặn hoặc chấp nhận giải phóng HCI. R. Gachter và cộng sự. phân loại tác dụng của chất ổn định nhiệt là phòng ngừa và khắc phục. Loại trước có chức năng hấp thụ HCI, thay thế các nguyên tử clo không ổn định, loại bỏ các nguồn gây cháy và ngăn chặn quá trình oxy hóa tự động. Loại khắc phục thứ hai nhằm mục đích bổ sung vào cấu trúc polyene, phản ứng với các phần không bão hòa trong PVC và phá hủy các carbocation. Cụ thể như sau:

(1) Hấp thụ HC1 chiết xuất từ ​​​​PVC để ức chế hoạt động tự xúc tác của nó. Các sản phẩm như muối chì, xà phòng kim loại axit hữu cơ, hợp chất organotin, hợp chất epoxy, amin, alkoxit kim loại và phenol, và thiol kim loại đều có thể phản ứng với HCI để ức chế phản ứng de HCI của PVC

Me (RCOO) 2+2HCI MeCl+2RCOOH

(2) Thay thế hoặc loại bỏ các yếu tố không ổn định như nguyên tử allyl clorua hoặc nguyên tử cacbon clorua bậc ba trong phân tử PVC và loại bỏ điểm bắt đầu loại bỏ HCI. Nếu các nguyên tử thiếc của chất ổn định thiếc hữu cơ phối hợp với các nguyên tử clo không ổn định của phân tử PVC và các nguyên tử lưu huỳnh trong thiếc hữu cơ phối hợp với các nguyên tử carbon tương ứng trong PVC thì các nguyên tử lưu huỳnh trong thể phối hợp sẽ thay thế bằng các nguyên tử clo không ổn định. Khi có mặt HC1, liên kết phối trí bị tách ra và nhóm kỵ nước liên kết chắc chắn với các nguyên tử carbon trong phân tử PVC, do đó ức chế các phản ứng tiếp theo loại bỏ HCI và hình thành liên kết đôi. Trong số các loại xà phòng kim loại, xà phòng kẽm và xà phòng nồi có phản ứng thay thế nhanh nhất với các nguyên tử clo không ổn định, xà phòng bari chậm nhất, xà phòng canxi chậm hơn và xà phòng chì nằm ở giữa. Đồng thời, clorua kim loại được tạo ra có mức độ tác dụng xúc tác khác nhau trong việc loại bỏ HCI và cường độ của chúng như sau:

ZnCl>CdCl>>BaCl, CaCh>R2SnCl2 (3) được thêm vào liên kết đôi và liên kết đôi liên hợp để ngăn chặn sự phát triển cấu trúc polyene và giảm màu. Muối hoặc phức axit không bão hòa có liên kết đôi, trải qua phản ứng cộng diene với các phân tử PVC, do đó phá vỡ cấu trúc cộng hóa trị của chúng và ức chế sự thay đổi màu sắc. Ngoài ra, xà phòng kim loại còn kèm theo sự chuyển liên kết đôi đồng thời thay thế allyl clorua, gây hư hỏng cấu trúc polyene và do đó ức chế sự thay đổi màu sắc.

(4) Bắt giữ các gốc tự do để ngăn chặn quá trình oxy hóa tự động. Nếu việc thêm chất ổn định nhiệt phenolic có thể ngăn chặn việc loại bỏ HC1, đó là do các gốc tự do nguyên tử hydro do phenol cung cấp có thể kết hợp với các gốc tự do cao phân tử PVC bị phân hủy, tạo thành một chất không thể phản ứng với oxy và có tác dụng ổn định nhiệt. Chất ổn định nhiệt này có thể có một hoặc nhiều tác dụng.