隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng),PVC的綠色環(huán)保化將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。作為PVC加工的重要助劑,熱穩(wěn)定劑的發(fā)展同樣面臨綠色環(huán)??沙掷m(xù)發(fā)展的問題,本文在PVC塑料制品禁限用物質(zhì)法令、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,綜述了鈣/鋅復(fù)合金屬鹽類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑、稀土類熱穩(wěn)定劑、有機(jī)類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理和研究現(xiàn)狀,并對其發(fā)展方向、發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
5 有機(jī)類熱穩(wěn)定劑
有機(jī)類熱穩(wěn)定劑通常是指含有N、P、S等原子,具有一定特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)和各類指令、法規(guī)的實(shí)施,逐漸減少含重金屬元素?zé)岱€(wěn)定劑的使用,使用無毒環(huán)保的有機(jī)熱穩(wěn)定劑成為 PVC 行業(yè)發(fā)展的趨勢。近年來,因其具有高效的熱穩(wěn)定性能,又具有一些其它特性,國內(nèi)外學(xué)者對這類熱穩(wěn)定劑的研究越來越深入。
Ahmed M. Mansour[33]等制備了磺胺二甲嘧啶銅,使用元素分析、紅外光譜、熱重分析以及紫外可見光譜對產(chǎn)物進(jìn)行了表征,考察了產(chǎn)物在PVC制品中的性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)磺胺二甲嘧啶銅具有良好熱穩(wěn)定性能,靜態(tài)熱穩(wěn)定時間達(dá)到60 min,初始降解溫度可達(dá)275 min,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面探討了穩(wěn)定機(jī)理,并研究了其抗菌作用。R.M. Akhmetkhanov [34]等把5-羥基-6-甲基脲嘧啶添加到PVC中,發(fā)現(xiàn)顯著地降低了氫過氧化物的積累,增強(qiáng)PVC熱穩(wěn)定性能,還具有高效的抗氧化能力。李先銘等[35]采用剛果紅法和紅外光譜分析研究了姜黃素對 PVC 的熱穩(wěn)定作用,并與常用的熱穩(wěn)定助劑進(jìn)行復(fù)配。以市售鉛鹽和鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑為對比組,利用轉(zhuǎn)矩流變儀、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等研究了復(fù)合體系的流變性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明:含3份姜黃素的PVC靜態(tài)熱穩(wěn)定時間為14 min;姜黃素可緩解 PVC 的氧化降解;姜黃素與月桂酸鑭、硬脂酸鈣存在明顯的協(xié)同效應(yīng),復(fù)配比例約為1:0.8:0.5 時靜態(tài)及動態(tài)熱穩(wěn)定時間分別為50 min、47 min;其流變性能和力學(xué)性能與添加鉛鹽(添加量均為3份)基本一致,優(yōu)于鈣/鋅復(fù)合穩(wěn)定劑,其中動態(tài)熱穩(wěn)定時間遠(yuǎn)高于兩者。倪凱等[36]合成了香草醛希夫堿(VAS),研究了VAS在硬脂酸鹽(CaSt2和ZnSt2)及水滑石(LDH)復(fù)合熱穩(wěn)定體系中對 PVC 熱穩(wěn)定作用的影響。結(jié)果表明:ZnSt2與VAS 存在較好的協(xié)同作用,與LDH 復(fù)配能顯著提高復(fù)合熱穩(wěn)定體系的熱穩(wěn)定性,VAS:ZnSt2:LDH 復(fù)合熱穩(wěn)定體系的最佳配比為5:3:2。
6 展望
進(jìn)入21世紀(jì)后,由于全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格,限制重金屬穩(wěn)定劑的法規(guī)日益規(guī)整,故熱穩(wěn)定劑的生產(chǎn)及消費(fèi)進(jìn)一步向無毒、低毒、復(fù)合高效方向發(fā)展,無鉛、無鎘化已引起發(fā)達(dá)國家的普遍重視。隨著替代產(chǎn)品不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,鉛、鎘(特別是鎘)穩(wěn)定劑的應(yīng)用已呈逐步下降的態(tài)勢,出現(xiàn)了一些無毒或者是低毒的熱穩(wěn)定劑(如有機(jī)錫類化合物、鈣\鋅皂鹽、稀土穩(wěn)定劑等)。
盡管近年我國的復(fù)合型、無毒和低毒的熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與開發(fā)取得了相當(dāng)不錯的成績,但是與世界先進(jìn)水平相比仍存在許多的不足和較大差距(如品種少,生產(chǎn)規(guī)模小等)。我國新型熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)與應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)PVC工業(yè)的發(fā)展,一些比較高檔的PVC制品所需的熱穩(wěn)定劑還主要依賴于進(jìn)口。我國PVC工業(yè)的快速發(fā)展,為熱穩(wěn)定劑行業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場保障和廣闊的發(fā)展空間,同時也對熱穩(wěn)定劑行業(yè)提出了更高的要求。加強(qiáng)我國新型熱穩(wěn)定劑研究和開發(fā),應(yīng)該重視以下幾點(diǎn):(1)加強(qiáng)原有無鉛、無鎘、鈣鋅穩(wěn)定劑的研究和改進(jìn),提高原有產(chǎn)品質(zhì)量;(2)根據(jù)原料來源和市場分布,逐步建立相對集中的大規(guī)模助劑生產(chǎn)廠群;(3)配合其他PVC助劑的開發(fā)和生產(chǎn),發(fā)展多元復(fù)合式產(chǎn)品,進(jìn)一步減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,帶動“綠色”助劑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。(文章來源于網(wǎng)絡(luò))