المثبتات الحرارية
يجب أن تمنع المثبتات الحرارية أو تخفف من تحلل راتينج PVC. يعتمد اختيار أصناف المثبت الحراري في التركيبة بشكل عام على متطلبات المنتج. على سبيل المثال:
تستخدم مثبتات ملح الرصاص بشكل رئيسي في المنتجات الصلبة. تتمتع مثبتات أملاح الرصاص بثبات حراري جيد وخصائص كهربائية ممتازة وتكلفة منخفضة. ومع ذلك، فهي شديدة السمية، وعرضة لتلويث المنتجات، ويمكن أن تنتج فقط منتجات غير شفافة.
في السنوات الأخيرة، ظهرت المثبتات المركبة بأعداد كبيرة، مما يشكل خطر استبدال المثبتات المكونة من عنصر واحد. وتشمل خصائص المثبتات المركبة التخصص القوي، والحد الأدنى من التلوث، والمعالجة المبسطة لمؤسسات التصنيع. ومع ذلك، ونظرًا لعدم وجود معايير موحدة، فإن الاختلافات بين المثبتات المركبة من مختلف الشركات المصنعة تكون كبيرة.
مثبتات الباريوم والكادميوم هي نوع من المثبتات الحرارية ذات الأداء الجيد. يتم استخدامها على نطاق واسع في الأفلام الزراعية البلاستيكية. عادة، يتم استخدام الزنك والباريوم والكادميوم والفوسفات العضوي مع مضادات الأكسدة.
يمكن أن تكون مثبتات الكالسيوم والزنك بمثابة مثبتات غير سامة تستخدم في تغليف المواد الغذائية والأجهزة الطبية وتغليف الأدوية. إلا أن ثباتها منخفض نسبياً، وعند استخدامها بكميات كبيرة تقل شفافيتها، وتكون عرضة للتجمد.
تتمتع مثبتات القصدير العضوي بأداء جيد ومناسبة لكل من منتجات PVC الصلبة والشفافة. وعلى وجه الخصوص، أصبح الأوكتيلتين عامل استقرار لا غنى عنه لمنتجات التعبئة والتغليف غير السامة، وإن كان ذلك بتكلفة أعلى.
عادة ما تستخدم مثبتات الايبوكسي كمثبتات مساعدة. عند استخدامها مع مثبتات الباريوم والكادميوم والكالسيوم والزنك، يمكنها تحسين استقرار الضوء والحرارة. ومع ذلك، فهم عرضة للهجرة. وتشمل المثبتات المساعدة الأخرى البوليولات والفوسفات العضوي.
وفي السنوات الأخيرة، ظهرت أيضًا المثبتات الأرضية النادرة والمثبتات القائمة على الهيدروتالسيت. تتميز المثبتات الأرضية النادرة بأداء معالجة ممتاز، في حين أن الهيدروتالسيت هو مثبت غير سام.
مبادئ اختيار المثبت الحراري
في صياغة PVC الصلب، عندما يكون محتوى الملدنات منخفضًا أو غائبًا، يجب زيادة كمية المثبت بشكل مماثل لتحقيق استقرار جيد.
(1) تستخدم المنتجات الصلبة غير الشفافة عادة كبريتات الرصاص التريباسية وفوسفيت الرصاص ثنائي القاعدة، مع تأثير تآزري عند استخدامها معًا بنسبة 2:1 أو 1:1، مع إضافة إجمالية من 3 إلى 5 أجزاء. بدلا من ذلك، يتم استخدام مثبتات الرصاص المركبة بشكل شائع في الوقت الحاضر.
(2) بالنسبة للمنتجات الصلبة الشفافة، لا يتم استخدام أملاح الرصاص. بدلاً من ذلك، يتم اختيار مثبتات الصابون المعدنية بخلاف الرصاص والكالسيوم، بالإضافة إلى القصدير العضوي، والأنتيمون العضوي، والمثبتات الأرضية النادرة. يتم إضافة مثبتات الصابون المعدنية بكميات من 3 إلى 4 أجزاء، بينما يتم إضافة مثبتات القصدير العضوي بكميات من 1 إلى 1.5 جزء.
بالنسبة لتركيبات منتجات المعجون PVC وPVC الناعمة، يكون محتوى الملدنات مرتفعًا، ودرجة حرارة المعالجة منخفضة، لذلك يمكن تقليل كمية المثبت بشكل مناسب.
(1) تستخدم المنتجات المرنة غير الشفافة عادةً أملاح الرصاص (جزء واحد إلى جزءين) مع الصابون المعدني (جزء واحد إلى جزءين).
(2) تستخدم المنتجات المرنة شبه الشفافة عادةً عدة أنواع من الصابون المعدني معًا، مع إضافة 2 إلى 3 أجزاء.
(3) تستخدم المنتجات المرنة الشفافة عادةً القصدير العضوي (0.5 إلى جزء واحد) مع الصابون المعدني (جزء واحد إلى جزءين). وبدلاً من ذلك، يمكن أن يحل الأنتيمون العضوي ومثبتات الأتربة النادرة محل القصدير العضوي.
في تركيبات PVC غير السامة، اختيار المثبتات الحرارية:
(1) ينبغي تجنب مثبتات أملاح الرصاص.
(2) يمكن اختيار مثبتات الصابون المعدنية غير الرصاص والكادميوم، مثل مثبتات الكالسيوم والزنك.
(3) يمكن اختيار مثبتات القصدير العضوية غير السامة.
(4) يمكن اختيار الأنتيمون العضوي ومثبتات الأتربة النادرة.
(5) يمكن اختيار مثبتات الإيبوكسي غير السامة في المثبتات المساعدة.
التأثير التآزري للمثبتات الأولية: في تركيبة PVC، غالبًا ما يتم استخدام العديد من المثبتات الأولية معًا لأن المثبتات الأولية المختلفة لها تأثير تآزري.
(1) كبريتات الرصاص التريباسية وفوسفيت الرصاص ثنائي القاعدة لهما تأثير تآزري، مع نسبة تآزرية تبلغ 2:1 أو 1:1.
(2) أنواع الصابون المعدنية المختلفة لها تأثير تآزري، حيث يكون ترتيب الثبات الحراري للصابون المعدني كما يلي: Cd, Zn > Pb > Ba, Ca.
(3) هناك تأثير تآزري بين الصابون المعدني ومثبتات القصدير العضوية، وكلاهما غالبًا ما يستخدمان معًا في تركيبات شفافة.
(4) بعض مثبتات الأتربة النادرة لها تأثير تآزري مع القصدير العضوي، مما يقلل التكاليف عند استبدال القصدير العضوي.
التآزر بين المثبتات الأولية والمساعدة:
(1) الصابون المعدني والإيبوكسي
(2) الصابون المعدني والبوليولات
(3) الصابون المعدني والديكتونات
(4) بعض الأتربة النادرة والإيبوكسي
(5) الصابون المعدني والفوسفات العضوي
عند استخدام المثبتات الحرارية مع إضافات أخرى، فإن بعض المثبتات نفسها لا تحتوي على خصائص تشحيم، مثل أملاح الرصاص والقصدير العضوي والأنتيمون العضوي والأتربة النادرة، لذلك يجب إضافة مواد التشحيم بشكل منفصل في التركيبة. تتمتع بعض المثبتات نفسها بخصائص تشحيم، مثل الصابون المعدني، لذلك يمكن حذف مواد التشحيم أو تقليلها في التركيبة.
لا ينبغي استخدام مثبتات القصدير العضوية المحتوية على الكبريت ومثبتات الأنتيمون العضوية مع المثبتات المحتوية على الرصاص والكادميوم، لأنها سوف تسبب تلوثًا بالكبريت عند استخدامها معًا.
مضادات الأكسدة
تخضع مضادات الأكسدة الموجودة في منتجات PVC للأكسدة أثناء المعالجة والاستخدام بسبب الحرارة والأشعة فوق البنفسجية، والتي ترتبط بإنتاج الجذور الحرة.
وتتمثل الوظيفة الرئيسية لمضادات الأكسدة الأولية في إنهاء السلسلة أو مسح الجذور الحرة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في الاتحاد مع الجذور الحرة لتكوين مركبات مستقرة، وإنهاء التفاعلات المتسلسلة.
مضادات الأكسدة الرئيسية المستخدمة في PVC هي ثنائي الفينول أ. وهناك أيضًا مضادات أكسدة مساعدة أو محللات بيروكسيد الهيدروجين، مثل فوسفات ثلاثي فينيل وبنزويل فينيل إيزو أوكتيل فوسفات. الاستخدام المشترك لمضادات الأكسدة الأولية والمساعدة يمكن أن يكون له تأثير تآزري.
ممتصات الأشعة فوق البنفسجية
منتجات PVC المستخدمة في الهواء الطلق حساسة للأشعة فوق البنفسجية ضمن نطاق الطول الموجي الحساس، مما يتسبب في إثارة جزيئات PVC أو كسر الروابط الكيميائية، مما يؤدي إلى توليد تفاعلات سلسلة جذرية حرة وتعزيز تدهور PVC والشيخوخة. لتحسين مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، غالبًا ما تتم إضافة ماصات للأشعة فوق البنفسجية.
تتضمن ممتصات الأشعة فوق البنفسجية الشائعة الاستخدام في PVC تريازين-5، وUV-9، وUV-326، وTBS، وBAD، وOBS. تريازين-5 له أفضل تأثير، لكنه يضفي لونًا أصفر طفيفًا على الفيلم. يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من الفثالوسيانين الأزرق إلى تحسين ذلك.
في الأفلام الزراعية PVC، يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية {{0}} بشكل شائع، مع استخدام نموذجي يبلغ 0.2 إلى 0.5 جزء. TBS، BAD، وOBS، وهي مشتقات من حمض الساليسيليك، لها تأثيرات خفيفة، وعند استخدامها مع مضادات الأكسدة، توفر مقاومة جيدة للشيخوخة.
بالنسبة للمنتجات المعتمة، يمكن تحسين مقاومة الطقس بشكل عام عن طريق إضافة ثاني أكسيد التيتانيوم المخفي. ومع ذلك، إذا تمت إضافة ماصات الأشعة فوق البنفسجية في هذا الوقت، فستكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة، والتي قد لا تكون فعالة من حيث التكلفة.