Разновидности ПВХ и их применение. Часть 12. Добавки. Термостабилизаторы

Коммерчески производимый ПВХ по своей природе термически нестабильный из-за некоторого разветвления цепи во время полимеризации, поэтому система термостабилизации имеет важное значение. Во время обработки ПВХ при высоких температурах и напряжениях сдвига выделяется свободный хлористый водород, начинающийся со слабого звена и приводящий к обесцвечиванию и ухудшению физических и химических свойств. Изменение цвета обусловлено образованием сопряжённых полиеновых последовательностей из 7-25 двойных связей. Эти высокореактивные сопряжённые полиены дополнительно реагируют на сшивание или расщепление полимерных цепей. Это значительно увеличивает вязкость расплава. Процесс дегидрохлорирования обусловлен наличием длинного ряда чередующихся групп -CHCl- и -CH2- в основной цепи полимера, которые обеспечивают цепочку множественных последовательных элиминаций (так называемая «реакция молнии»).

Промежуточные соединения, образующиеся в процессе термического разложения, представляют собой аллильные хлориды с постепенно увеличивающимся числом сопряжённых двойных связей. Инициирование и цепные реакции катализируются соляной кислотой. Реакция термического инициирования от нормального мономера до последовательности фрагментов цепи ПВХ или структурных дефектов третичного хлора представляет собой согласованное молекулярное исключение, которое также может катализироваться соляной кислотой. Поскольку термическое дегидрохлорирование ПВХ проходит заметно быстрее в присутствии кислорода, пероксидные и гидропероксидные группы также оказывают влияние. Термостабилизаторы замедляют дегидрохлорирование и автоокисление и уменьшают фрагментацию. Кроме того, они также нивелируют естественную деградацию материала.

Процесс термического разложения может сопровождаться анализом цвета, генерируемого в статической или динамической среде. Существует много различных типов термостабилизаторов на основе различных солей металлов и мыльных веществ, и они будут описаны ниже. Различные количественные методы анализа для определения содержания металлов в ПВХ уже были перечислены и сопоставлены благодаря исследованиям, и в следующей части мы как раз будем говорить о твёрдых термостабилизаторах на металлической основе, а затем поговорим о жидких термостабилизирующих добавках (о них мы уже говорили выше, но кратко, в рамках общего обзора и не обо всех).