PVC制品的質(zhì)量跟PVC的前中后期的潤(rùn)滑有很大的關(guān)系，那么跟造成PVC潤(rùn)滑劑初期、中后期潤(rùn)滑作用失衡有哪些原因呢？下面青島賽諾新材聚乙烯蠟小編為您詳細(xì)講述，希望對(duì)您有幫助。

        (1)揮發(fā)性。

        熔點(diǎn)低的液體石蠟、天然石蠟、硬脂酸、硬脂酸正丁酯等揮發(fā)性較大，作初期潤(rùn)滑劑，用量不宜多。而熔點(diǎn)較高（一般在100℃以上)的PE蠟、OPE蠟揮發(fā)性較小，可作為中期、后期潤(rùn)滑劑。只有熔融后，潤(rùn)滑劑才形成潤(rùn)滑薄膜（外潤(rùn)滑劑），也更易滲入到PVC各層粒子之中（內(nèi)潤(rùn)滑劑）。初期潤(rùn)滑劑熔點(diǎn)低、易揮發(fā)，其揮發(fā)部分易冷凝而堵塞真空系統(tǒng)，或冷凝在注塑模具內(nèi)，影響熔接痕的力學(xué)性能。      

PVC制品

        (2)化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變。

        硬脂酸鹽是常用的熱穩(wěn)定劑兼潤(rùn)滑劑，它在硬質(zhì)PVC加工中可能轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俾然锖陀仓猁}。如以往常用堿式硬脂酸鉛、硬脂酸鉛，它們?cè)诩庸ぶ锌赡苻D(zhuǎn)變?yōu)镻bCl2及HSt。HSt、硬脂酸鉛和堿式硬脂酸鉛的潤(rùn)滑性及揮發(fā)性不同。如原來(lái)的潤(rùn)滑體系內(nèi)外潤(rùn)滑作用是平衡的，在加工后期，轉(zhuǎn)變成HSt后，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)改變，內(nèi)外潤(rùn)滑作用就不平衡了。在潤(rùn)滑體系中，慎用堿式硬脂酸鉛及硬脂酸鉛，用時(shí)需與石蠟、PE蠟配合。         

        通過(guò)對(duì)硬脂酸鉛及HSt分子結(jié)構(gòu)分析可知：鉛原子及氫原子在與其他電負(fù)性較強(qiáng)的基團(tuán)成鍵后，均顯示正電性，對(duì)帶有自由電子的金屬的原子均有親和力。但是Pb元素是第6周期第ⅣA元素，有多層（甚至有4f層）核外電子，電子的相互排斥作用，使它對(duì)外層電子的吸引力較弱，成鍵性相對(duì)較差。而氫原子只有一個(gè)核外電子，成鍵失去電子后，就成了帶正電裸露的質(zhì)子核，極易與自由電子結(jié)合生成化合物。所以硬脂酸鉛與金屬表面形成絡(luò)合鍵的能力較HSt差。HSt的羧基部分與帶有自由電子的金屬表面形成強(qiáng)化學(xué)吸附鍵，長(zhǎng)鏈烷基部分與烷烴（如石蠟、聚乙烯蠟等）互溶，形成由硬脂酸及羧基加固的、“鉚固作用”強(qiáng)的潤(rùn)滑薄膜。硬質(zhì)PVC常用的外潤(rùn)滑劑石蠟、PE蠟是非極性的烷基化合物，與PVC及加工設(shè)備的金屬表面只能形成作用力很小的物理吸附層，在180℃—200℃及強(qiáng)剪切力作用下，這層吸附層——潤(rùn)滑膜——容易被破壞。所以與HSt配合使用可提高了石蠟、PE蠟潤(rùn)滑膜對(duì)PVC及金屬表面的黏合強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度，增強(qiáng)石蠟、PE蠟的外潤(rùn)滑作用。      

        (3)電負(fù)性及標(biāo)準(zhǔn)電極電位的影響。含鉛穩(wěn)定劑長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性好，能很好地保持PVC的色澤，抑制PVC形成共軛雙鍵，防止制品變色。具有初期熱穩(wěn)定作用的金屬皂，其金屬元素需右較強(qiáng)的配位能力，能取代不穩(wěn)定的氯原子，能抑制PVC變色，如含Zn、Cd元素的皂類。不同金屬原子或離子吸引電子的能力不同，決定了金屬皂在PVC中的穩(wěn)定作用。金屬原子的電負(fù)性越大或標(biāo)準(zhǔn)電極電位越高，該原子或?qū)?yīng)的金屬離子吸引電子的能力越大，越容易與負(fù)電性大的元素形成絡(luò)合鍵中間體，繼而形成新的化合物。表1列出了一些金屬元素的電負(fù)性及標(biāo)準(zhǔn)電極電位。

表1     一些元素的電負(fù)性及標(biāo)準(zhǔn)電極電位

        在表1所列各金屬元素中，Pb、Cd、Zn的電負(fù)性和電極電位較大，所以可以認(rèn)為Pb、Cd、Zn原子或離子比Ba、Ca原子或離子更容易與PVC樹脂中不穩(wěn)定的烯丙基氯中顯負(fù)電性的氯原子形成絡(luò)合中間體，繼而形成氯化物。      

        在硬質(zhì)PVC配方中，比較硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛熱穩(wěn)定劑的活性，可以看出鋇皂、鈣皂是最不活潑的，它們是中后期熱穩(wěn)定劑。硬脂酸鈣是硬質(zhì)PVC常用的內(nèi)潤(rùn)滑劑，其添加量即使為l質(zhì)量份也不會(huì)影響潤(rùn)滑體系的初期、中期、后期的潤(rùn)滑平衡。而鋅皂、鎘皂、鉛皂相對(duì)鋇皂、鈣皂要活潑得多，所以它們都具有初期熱穩(wěn)定劑的作用。

        鋅皂、鎘皂中的Zn、Cd元素與顯負(fù)電性的烯丙基氯中的氯原子碰撞時(shí)，結(jié)合成氯化物，而硬脂酸根則頂替氯原子原來(lái)的位置，消除了PVC的不穩(wěn)定基團(tuán)，提高了PVC的穩(wěn)定性。這里所指的是完全理想狀態(tài)。形成氯化物以后，硬脂酸根頂替烯丙基氯的位置的前提條件是：①硬脂酸根與烯丙基氯的相應(yīng)的正碳離子“碳翁”的距離要小于0. 1nm；②能發(fā)生有效碰撞。如果距離較遠(yuǎn)（塑料加工時(shí)，樹脂不間斷地受著強(qiáng)剪切力，它們的相對(duì)位置隨時(shí)在改變），沒(méi)有發(fā)生有效碰撞，頂替氯原子就無(wú)從談起。在黏稠的PVC熔體中，硬脂酸根的分子熱運(yùn)動(dòng)可以不計(jì)，即使硬脂酸根與正碳離子（碳錨）的距離在成鍵的距離內(nèi)，在熱及強(qiáng)剪切力作用下，也不可能100%頂替氯原子，大多數(shù)的情況是PVC熱氧降解的活化點(diǎn)的鄰近0.1nm以內(nèi)并不一定正好有硬脂酸鈣、硬脂酸鉛存在。這時(shí)PVC樹脂首先熱降解產(chǎn)生HC1，進(jìn)而反應(yīng)為

     2 HCl+PbSt2 --PbCl2+2HSt

1分子的硬脂酸鉛可以生成2分子的HSt。所以在硬脂酸鉛參與熱穩(wěn)定化反應(yīng)吸收HC1以后必然有相當(dāng)多的HSt生成。一般硬質(zhì)PVC配方中都加入足夠量的初期熱穩(wěn)定劑，以保證制品為白色或無(wú)色。硬脂酸鈣是中期、后期熱穩(wěn)定劑。在這類配方中作為潤(rùn)滑劑的硬脂酸鈣基本不參與熱穩(wěn)定化反應(yīng)仍以硬脂酸鈣的形式存在于體系中。如果把硬脂酸鈣既當(dāng)潤(rùn)滑劑使用，又當(dāng)熱穩(wěn)定劑使用，在加工的后期。硬脂酸鈣將有部分轉(zhuǎn)化成HSt，這將嚴(yán)重地影響潤(rùn)滑平衡。在硬脂酸鈣存在的條件下，即使極少量的HSt也會(huì)極大地促進(jìn)石蠟等非極性烷烴潤(rùn)滑劑的外潤(rùn)滑作用。

        賽諾新材，15年積淀，聚乙烯蠟 品牌生產(chǎn)商，藍(lán)海股權(quán)機(jī)構(gòu)掛牌上市企業(yè)。專注從事潤(rùn)滑分散體系的研發(fā)生產(chǎn)，包含聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EBS、硬脂酸鋅等助劑的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用工作。咨詢熱線： 400-8788532。

        作者：賽諾新材             來(lái)源：hbshjj.cn。