塑鋼(gāng)pvc是用什麽(me)成分主成的
主要由pvc樹脂和助劑組成的 ，其中助劑按功能又分爲：熱穩定劑 、潤滑 ，劑、加工改性劑、沖擊改性劑 、填充劑 、耐老化劑 、著色劑等 。在設計pvc配方之前，首先應瞭解pvc樹脂和各種助劑的性能。
原料與助劑
pvc樹脂
生産pvc塑料型材的樹脂是聚氯乙烯樹脂(pvc)，聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚
合物，産量僅次於pe，居第二位。
pvc樹脂由於聚合中的分散劑的不同可分爲疏松型(xs)和緊密型(ⅺ)兩種。疏松型粒徑爲0．1—0．2mm，表面不規則 ，多孔，呈棉花球狀 ，易吸收增塑劑，緊密型粒徑爲0．1mm以下 ，表面規則，實心，呈乒乓球狀 ，不易吸收增塑劑，目前使用疏松型的較多 。
pvc又可分爲普通級(有毒pvc)和衛生級’ (無毒pvc)。衛生級要求氯乙烯(vc)含量低於loxl0-6，可用於食品及醫學。合成工藝不同，pvc又可分爲懸浮法pvc和乳液法pvc。根據國家标準gb／t5761-93《懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂檢驗标準》規定 ，懸浮法pvc分爲pvc-sgl到pvc-sg8jk種樹脂 ，其中數字越小，聚合度越大，分子量也越大，強度越高，但熔融流動越困難，加工也越困難。具體選擇時，做軟制品時，一般使用pvc-sgl、pvc-sg2、pvc-sg3型，需要加人大量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用sg-2樹脂，加入50~80份的增塑劑。而加工硬制品時，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用pvc-sg4、vc-sg5、
pvc-sg6、pvc-sg7、pvc-sg8型 。如pvc硬管材使用sg-4樹脂、塑料門窗型材使用sg-5樹脂，硬質透明片使用sg-6樹脂、硬質發泡型材使用sg-7、sg-8樹脂。而乳液法pvc糊主要用於人造革、壁紙及地闆革和蘸塑制品等。一些pvc樹脂廠家出廠的pvc樹脂按聚合度(聚合度是單元鏈節的個數，聚合度乘以鏈節分子量等於聚合物分子量)分類 ，如山東齊魯石化總廠生産的pvc樹脂，出廠的産品爲sk-700；sk-800；sk—1000；sk—1100；sk-1200等。其sg-5樹脂對應的聚合度爲1000—1100。pvc樹脂的物化性能見第四篇。
pvc粉末爲一種白色粉末 ，密度在1．35—1．45g／cm3之間 ，表觀密度在0．4-0．5g／cm3。視增塑劑含量大小可爲軟、硬制品 ，一般增塑劑含量0-5份爲硬制品 ，5-25份爲半硬制品 ，大於25份爲軟制品 。
pvc是一種非結晶、極性的高分子聚合物 ，軟化溫度和熔融溫度較高，純pvc一般須在160—210~c時才可塑化加工，由於大分子之間的極性鍵使pvc顯示出硬而脆的性能 。而且，pvc分子内含有氯的基團，當溫度達到120~c時，純pvc即開始出現脫hcl反應，會導緻pvc熱降解 。因此，在加工時須加入各種助劑對pvc進行加工改性和沖擊改性，使之可以加工成爲有用的産品。
pvc樹脂主要用於生産各類薄膜(如日用印花膜 、工業包裝膜、農用大棚膜及熱收縮膜等)、各類闆、片材(其片材可用於吸塑制品)，各類管材(如無毒上水管、建築穿線管、透明軟管等)、各類異型材(如門 、窗、裝飾闆)，中空吹瓶(用於化妝品及飲料)，電纜 、各類注塑制品及人造革 、地闆革、搪塑玩具等 。各種pvc穩定劑物化性能見表1(轉下一頁)
穩定劑
純的pvc樹脂對熱極爲敏感，當加熱溫度達到90y：以上時 ，就會發生輕微的熱分解反應，當溫度升到120c後分解反應加劇，在150c，10分鍾，pvc樹脂就由原來的白色逐步變爲黃色—紅色—棕色—黑色。pvc樹脂分解過程是由於脫hcl反應引起的一系列連鎖反應，後導緻大分子鏈斷裂。防止pvc熱分解的熱穩定機理是通過如下幾方面來實現的。
通過捕捉pvc熱分解産生的hcl，防止hcl的催化降解作用。
鉛鹽類主要按此機理作用 ，此外還有金屬皂類、有機錫類 、亞磷酸脂類及環氧類等。
·置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類、亞磷酸脂類和有機錫類可按此機理作用。
·與自由基反應，終止自由基的反應。有機錫類和亞磷酸脂按此機理作用。
·與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長 。
有機錫類與環氧類按此機理作用 。
·分解過氧化物，減少自由基的數目 。有機錫和亞磷酸脂按此機理作用。
·鈍化有催化脫hcl作用的金屬離子。
同一種穩定劑可按幾種不同的機理實現熱穩定目的。
常用穩定劑品種：
1、鉛鹽類
鉛鹽類是pvc常用的熱穩定劑，也是十分有效的熱穩定劑，其用量可占pvc熱穩定劑的
70％以上。
鉛鹽類穩定劑的優點：熱穩定性優良，具有長期熱穩定性，電氣絕緣性能優良，耐候性好 ，價格低。
鉛鹽類穩定劑的缺點 ：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制品 ，也難以得到鮮明色彩的制品 ，缺乏潤滑性，易産生硫污染。
常用的鉛鹽類穩定劑有：
(1)三鹽基鉛
分子式爲3pbo．pbso．h20，代号爲tls，簡稱三鹽 ，白色粉末 ，密度6．4g／cm’。三鹽基鉛是常用的穩定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起並用，因無潤滑性而需配人潤滑劑 。主要用於pvc硬質不透明制品中，用量一般2~7份。
(2)二鹽基亞磷酸鉛
分子式爲2pbo．pbhpo3.h2o，代号爲dl，簡稱二鹽，白色粉末 ，密度爲6．1g／cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩定性稍低於三鹽基鉛 ，但耐候性能好於三鹽基鉛 。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基鉛並用，用量一般爲三鹽基鉛的1／2。
(3)二鹽基硬脂酸鉛
代号爲dls，不如三鹽基鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用，具有潤滑性。常與三鹽基鉛、二鹽基亞磷酸鉛並用，用量爲0．5—1．5份。
2、金屬皂類
爲用量僅次於鉛鹽的第二大類主穩定劑，其熱穩定性雖不如鉛鹽類，但兼具潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、環烷酸等)的金屬(鉛 、鋇、镉、鋅、鈣等)鹽，其中以硬脂酸鹽爲常用，其活潑性大小順序爲：zn鹽?cd鹽?pb鹽?ca鹽7．ba鹽。金屬皂類一般不單獨使用 ，常常爲金屬皂類之間或與鉛鹽及有機錫等並用。除gd、pb外都無毒，除pb、ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用於軟質pvc中 ，如無毒類、透明類制品等 。
常用的金屬鹽類穩定劑有：
(1)硬脂酸鋅(znst)，無毒且透明，用量大後 ，易引起“鋅燒”制品變黑，常與ba、ca皂並用。
(2)硬脂酸镉(cdst)，爲一重要的透明穩定劑品種，毒性較大，不耐硫化污染 ，抑制初期變色能力大，常與ba皂並用。
(3)硬脂酸鉛(pbst)，熱穩定性好，可兼做潤滑劑。缺點爲易析出 ，透明差，有毒且硫化污染嚴重，常與ba、cd皂並用。
(4)硬脂酸鈣(cast)，加工性能好、熱穩定能力較低 ，無硫化污染 ，無毒，常與zn皂並用。
(5)硬脂酸鋇(bast)，無毒，長期熱穩定性好，抗硫化污染 ，透明，常與pb、ca皂並用 。複合品種常用的有：ca／zn(無毒、透明)、ba／zn(無毒、透明)、ba／cd(有毒、透明)及ba／cd／zn。
3、有機錫類
有機錫類爲熱穩定劑中有效的，在透明和無毒制品中應用廣泛的一類，其突出優點爲 ：熱穩定性好 ，透明性好 ，大多數無毒。缺點爲價格高 ，無潤滑性。
有機錫類大部分爲液體 ，隻有少數爲固體。可以單獨使用，也常與金屬皂類並用 。
有機錫類熱穩定劑主要包括含硫有機錫和有機錫羧酸鹽兩類。
(1)含硫有機錫類：
主要爲硫醇有機錫和有機錫硫化物類穩定劑，與pb、cd皂並用會産生硫污。含硫有機錫類透明性好。主要品種有：
a、二巯基異辛酯二正辛基錫(dottg)，外觀爲淡黃色液體，熱穩定性及透明性極好，無毒，加入量低於2份 。
b、二甲基二巯基異辛酯錫(dmtfg)，外觀爲淡黃澄清液體，爲無毒、高效、透明穩定劑 ，常用於扭結膜及透明膜中。
(2)有機錫羧酸鹽：
穩定性不如含硫有機錫，但無硫污染 ，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有：
a、二月桂酸二正丁基錫(dbtl)淡黃色液體或半固體，潤滑性優良，透明性好，但有毒 ，常與cd皂並用，用量1-2份；與馬來酸錫及硫醇錫並用，用量0。5—1份。
b、二月桂酸二正辛基錫(dotl)，有毒且價高 ，潤滑性優良，常用於硬pvc中 ，用量小於1．5份 。c、馬來酸二正丁基錫(dbtm)，白色粉末，有毒，無潤滑性，常與月桂酸錫並用，不可與金屬皂類並用於透明制品中。
4、有機銻類
具有優秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時 ，熱穩定性優於有機錫類 ，特别适於用雙螺杆擠出機的pvc配方使用。
有機銻類主要包括硫醇銻鹽類、巯基酯硫醇銻類、巯基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等。國内的銻穩定劑主要以三巯基異辛酯銻(st)和以st爲主要成分的複合穩定劑sth—i和sth-ⅱ兩種爲主。五硫醇銻爲透明液體，可用作透明片、薄膜、透明粒料的熱穩定劑。sth-i可以代替京錫c-102，可抑制pvc的初期著色 ，熱穩定性好，制品透明，顔色鮮豔，sth—ⅱ無毒 ，主要用於pvc水管等。
5、稀土穩定劑
選材多爲稀土氧化物和稀土氯化物爲主，其氧化物和氯化物多爲镧、铈、镨、钕等輕稀土元素的單一體或混合體。
稀土元素有著相似且異常活潑的化學性質 ，有著衆多的軌道可作爲中心離子接受配位體的孤對電子，同時稀土金屬離子有較大的離子半徑，與無機或有機配位體主要通過靜電引力形成離子配鍵 ，作爲絡合物的中心原子，常以d2sp3、d4dp3、f3d5ssp3等多種雜化形式形成配位數爲6—12的絡合物。
稀土元素優良的力學性能及其分組原理都與稀土元素的幾何性質有關。因爲原子和離子的半徑是決定晶體的構型 、硬度、密度和熔點等物理性質的重要因素 ，在常溫 、常壓條件下，稀土金屬镧 、镨、钕呈雙六方晶體結構，而铈呈立方晶體密集(面心)結構 ，當溫度、壓力變化時 ，多數稀土金屬發生晶型轉變。由於镧系收縮，镧系元素的原子半徑、原子體積随原子序數增加而減小，密度随原子序數增加而增加 ，但铈與镧 、镨、钕相比，有異常現象。
在镧、铈、镨、钕中，镧的化學性質是活潑，但三價镧與c1隻能生成recl正絡合物，而且此絡合物不穩定 ，而铈 、镨這些高價的稀土離子與cl生成絡合物的能力比三價的镧要強，它們與cl配體能生成穩定的負絡離子，因此，在稀土熱穩定劑的選材上要綜合镧、铈、镨、钕的各自優點，在不同的應用範圍，用其高純單一體、混合體或合理搭配。
稀土離子爲典型的硬陽離子，即不易極化變形的離子，它們與金屬硬堿的配位原子，如氧的絡合能力很強。稀土化合物對cac03的偶聯作用，由於稀土離子和pvc鏈的氯離子之間存在強配位相互作用，有利於剪切力的傳遞從而使稀土化合物能有效地加速pvc的凝膠化，即可促進pvc塑化，又可起到加工助劑acr的作用。同時，稀土金屬離子與cpe中的c1配位，可使cpe更加發揮其增韌改性的作用。這些效能發揮的充分與否、平衡與否，與稀土複合物中的複配助劑有著相當大的關系，複合物中的潤滑體系、加工改性體系都至關重要，因此複配工藝的好壞直接影響著稀土多功能複合穩定劑的效能。性能優良的稀土穩定劑應具有以下功能：
(1)優異的熱穩定性能
靜态動态熱穩定性，均與京錫8831相當，好於鉛鹽及金屬皂類，是鉛鹽的三倍及ba／zn複合穩定劑的4倍。可複配成爲無毒、透明的，還可部分代替有機錫類穩定劑而廣泛應用。稀土穩定劑的作用機理爲捕捉hcl和置換烯丙基氯原子，與環氧類的輔助穩定劑具有較好的協同作用。
(2)偶聯作用
具有優良的偶聯作用，與鉛鹽相比，與pvc有很好的相容作用，對於pvc-caco，體系偶聯作用較好，有利於pvc塑料門窗異型材強度的提高。用稀土穩定劑加工的pvc型材的焊角強度比鉛鹽穩定劑的pvc型材焊角強度要高，原料價格也高一些。
(3)增韌作用
與pvc樹脂和增韌劑cpe的良好的相容性以及與caco3，的偶聯作用，使pvc樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，型材的耐沖擊性能較好。
稀土穩定劑無潤滑作用，應與潤滑劑一起加入， 目前我國生産的稀土複合穩定劑是将稀土、熱穩定劑和潤滑劑複配而成的，加入量一般爲4-6份。
6、複合鉛鹽穩定劑
鉛鹽穩定劑價格低廉，熱穩定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細小，配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒，爲此，科技人員又研究出一種新型的複合鉛鹽熱穩定劑。這種複合助劑採用瞭共生反應技術将三鹽、二鹽和金屬皂在反應體系内以初生态的晶粒尺寸和各種潤滑劑進行混合，以保證熱穩定劑在pvc體系中的充分分散，同時由於與潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免瞭因鉛粉塵造成的中毒。複合鉛鹽穩定劑包容瞭加工所需要的熱穩定劑組份和潤滑劑組份，被稱作爲全包裝熱穩定劑。它具有以下的優點：
(1)複合熱穩定劑的各種組份在其生産過程中可得到充分混合，大幅度改善瞭與樹脂混合分散的均勻性。
(2)配方混合時，簡化瞭計量次數，減少瞭計量差錯的概率及由此所帶來的損失。
(3)簡便瞭輔料的供應和貯備，有利於生産、質量管理。
(4)提供瞭無塵生産産品的可能性，改善瞭生産條件。
總之，複合熱穩定劑有利於規模生産，爲鉛鹽熱穩定劑的發展提供瞭新的方向。複合鉛鹽穩定劑一個重要指标是鉛的含量，目前所生産的複合鉛鹽穩定劑含鉛量一般爲20％-60％；在pvc塑料門窗型材生産上的用量爲3．5—6份。表2是一些pvc型材生産用的複合鉛鹽穩定劑的牌号和用量。
相關閱讀推薦：
dabco ne1060/non-emissive polyurethane catalyst