4A沸石在PVC中的应用

摘要：本文较为详细的论述了PVC的生产加工过程，以及PVC产品在国民经济中的应用。对4A沸石在PVC中的应用进行了论述，对其应用前景进行了展望。

关键词：PVC 热稳定 4A沸石 热分解

【分类号】：TF046.6

1、PVC简介及其分类：

PVC是聚氯乙烯（polyvinylchloride）的英文缩写，由其加工而成的制品叫PVC塑料，与钢材、木材、水泥并称四大基础建材，广泛使用于工业、农业、建筑、化工、电子、机械和日常生活领域.成为国民经济发展的支柱之一。是世界五大通用塑料之一 。世界上通用的五大塑料：聚乙烯（PE） 、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和ABS。聚氯乙烯使用量仅次聚乙烯排第二位。

PVC树脂的生产工艺及方法有乙炔电石法、联合法及氯乙烯氧化法.其中氯乙烯氧化法是当前生产的主要方法。PVC的聚合方法有悬浮法、乳液法、本体聚合法和溶液聚合。悬浮法以其工艺成熟、简单、质量高、成本低被广泛使用。

2、PVC产品中的添加剂：

聚氯乙烯和其前述的其他树脂不同，其它的高分子材料都是成型的材料，不用配制任何配方就可以直接加工使用。但是聚氯乙烯不同，它是由十几种甚至二十几种不同的原料搭配而成的，因此在聚氯乙烯的加工当中，技术是最难的，需要对构成它的每一种原材料都有深入的了解，才能给出合适的配方，做出好的产品。

PVC塑料主要由PVC树脂和各种助剂组成的，其中助剂按功能又分为：增塑剂、加工助剂、抗氧剂、热稳定剂、剂、阻燃剂、光稳定剂、发泡剂、填充剂、着色剂、剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂等等。

3、PVC的生产：

PVC制品的加工方法很多，主要有挤出、注射、压延、吹塑、真空成型、二次加工等，PVC树脂可加工成板材、片材、薄膜、管材、单丝、鞋、异型材、电线电缆和棒材及各种生活日用品。

在PVC的加工过程中，人们发现PVC塑料只有在160℃以上才能加工成型，而它在120～130 ℃时就开始热分解，释放出HCl气体。 HCl气体对PVC的降解起到催化作用。为防止塑料在加工和使用过程中由于受热而引起降解所加入的助剂称为热稳定剂。

4、热稳定剂的作用及其分类：

热稳定剂的作用：

1、通过捕捉PVC热分解产生的HCl，防止HCl的催化降解作用。

2、置换活泼的烯丙基氯原子

3、与自由基反应，终止自由基的反应。

4、与共扼双键加成作用，抑制共扼链的增长。

5、分解过氧化物，减少自由基的数目。

6、钝化有催化脱HCl作用的金属离子。

如前所述，热稳定剂总的可以分为六种，第一类：铅盐稳定剂；第二类：金属皂类稳定剂；第三类：有机锡（锑）稳定剂；第四类：无毒钙锌稳定剂；第五类：稀土复合稳定剂；第六类：其他类型的稳定剂。

下面就不同稳定剂分别进行简要介绍。

铅盐稳定剂：是由带有未成盐的一氧化铅（俗称盐基）的无机酸铅和有机酸铅组成的稳定剂。复合铅盐稳定剂是一种多功能的稳定剂，它是由三盐、二盐硫酸铅还有二盐硬脂酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡等多种材料复合而成。是目前使用量最大的一种稳定剂 。

金属皂类热稳定剂：其稳定性不如铅盐，但具有性，其热稳定特性主要取决于金属离子，但其他性能既与金属离子有关，也受阴离子的影响。主要是硬脂酸、PbSt2、CdSt2、ZnSt2、CaSt2、月桂酸和棕榈酸的Ba、Cd、Pb、Ca、Zn、Mg、Sr等金属盐，液体复合热稳定剂有有机Ca、Zn、Ba、Pb、Cd等。

有机锡（锑）热稳定剂：有机锡类热稳定剂是较佳的PVC热稳定剂，其优点为热稳定性、耐候性、初期着色性、透明性良好，毒性低；缺点为价格稍高。它是目前用途较广、效果较好的一类热稳定剂，它主要适用于硬质、高透明PVC及注射、吹塑成型的制品。主要品种有脂肪酸盐型、马来酸盐型、硫醇盐型、稀土类。1995年开发月桂酸二丁基甲基锡，成为新一代REC稀土多功能热稳定剂。有机锡稳定剂在我国稳定剂中所占的比例大约为8%左右，呈逐年递增。

可用作热稳定剂的有机锑化合物包括羧酸锑、高级脂肪硫醇锑、琉基羧酸脂锑和琉基羧酸脂一高级脂肪硫醇锑等。其中，以后两者为基本成分的液体产品较重要。有机锑热 稳定剂无毒或低毒，热稳定性、透明性、加工性等许多性能与有机锡热稳定剂相似，而价格较低。但由于其自身耐光性很差，且与含硫有机锡热稳定剂发生交叉硫化污染。因此，尽管改进研究一直在不断进行，但直到目前其应用仍受到很大限制

水滑石类热稳定剂是日木在20世纪80年代开发的一类新型无机PVC辅助稳定剂，它还具有热稳定效果好以及透明性、绝缘性、耐候性及加工性好的优点，不受硫化物的污染，无毒，能与锌皂及有机锡等热稳定剂起协同作用。

沸石具有阳离子交换性能，比表面积大，吸附性能好等特点，沸石在催化材料，废水处理等方面均有应用。近年来，沸石填充PP、PE做阻隔材料，提高其阻燃性能己有报道。沸石具有吸收HCl的性能，将沸石用做PVC热稳定剂，可以提高钙、锌复合稳定剂的热稳定效果。

可以用于热稳定剂的沸石有A型沸石、P型沸石、X型沸石以及Y型沸石，但从使用效果以及性价比而言， A型沸石更适于钙、锌复合稳定剂。

沸石的热稳定功能是由于它呈碱性并且含有很多空腔可以吸收PVC 降解脱出的氯化氢 ；沸石对于PVC具有一定的阻燃作用，沸石受热失水（附着水、结构水），既可以带走部分热量，又可以稀释可燃气体起到阻燃作用；在PVC/沸石体系的燃烧残余物的炭层表面有沸石覆盖，起到较好的绝热屏蔽作用；在PVC/沸石体系的炭层内部有沸石填充，基材、炭、沸石形成复合材料提高PVC/沸石体系的阻燃作用。