PVC安定剤これらは、ポリ塩化ビニル（PVC）とその共重合体の熱安定性を向上させるために使用される添加剤です。PVCプラスチックの場合、加工温度が160℃を超えると熱分解が起こり、HClガスが発生します。この熱分解を抑制しないと、さらに悪化し、PVCプラスチックの開発と応用に悪影響を及ぼします。
研究によると、PVCプラスチックに微量の鉛塩、金属石鹸、フェノール、芳香族アミンなどの不純物が含まれていても、加工や用途には影響はないものの、熱分解をある程度抑制できることが分かった。これらの研究は、PVC安定剤の確立と継続的な開発を促進するものである。
一般的なPVC安定剤には、有機スズ安定剤、金属塩安定剤、無機塩安定剤があります。有機スズ安定剤は、透明性、優れた耐候性、および相溶性のため、PVC製品の製造に広く使用されています。金属塩安定剤は通常、カルシウム塩、亜鉛塩、またはバリウム塩を使用し、より優れた熱安定性を提供します。三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛などの無機塩安定剤は、長期的な熱安定性と優れた電気絶縁性を備えています。適切なPVC安定剤を選択する際には、PVC製品の使用条件と必要な安定性特性を考慮する必要があります。異なる安定剤は、PVC製品の物理的および化学的性能に影響を与えるため、安定剤の適合性を確保するには、厳密な配合と試験が必要です。さまざまなPVC安定剤の詳細な紹介と比較は次のとおりです。
有機スズ安定剤：有機スズ系安定剤は、PVC製品にとって最も効果的な安定剤です。これらの化合物は、有機スズ酸化物または有機スズ塩化物と適切な酸またはエステルとの反応生成物です。
有機スズ安定剤は、硫黄含有型と硫黄非含有型に分けられます。硫黄含有安定剤は安定性に優れていますが、他の硫黄含有化合物と同様に、味や交差着色の問題があります。硫黄非含有有機スズ安定剤は通常、マレイン酸またはマレイン酸半エステルをベースとしています。メチルスズ安定剤効果が低い熱安定剤光安定性が向上しました。
有機スズ系安定剤は、主に食品包装や透明ホースなどの透明なPVC製品に用いられる。
鉛安定剤：代表的な鉛安定剤としては、ステアリン酸二鉛、水和硫酸三鉛、フタル酸二鉛、リン酸二鉛などが挙げられる。
熱安定剤として、鉛化合物はPVC材料の優れた電気特性、低い吸水性、屋外耐候性を損なうことはありません。しかし、鉛安定剤次のような欠点がある：
毒性があること。
- 交差汚染、特に硫黄による汚染。
- 塩化鉛が発生し、それが最終製品に筋状の模様を形成する。
重量比が重すぎるため、重量／体積比が不十分となる。
鉛安定剤は、PVC製品を加熱するとすぐに不透明にし、長時間加熱するとすぐに変色させることが多い。
こうした欠点にもかかわらず、鉛安定剤は依然として広く採用されている。電気絶縁用途では、鉛安定剤が好まれる。その総合的な効果を活かし、ケーブル外層、不透明PVC硬質板、硬質パイプ、人工皮革、インジェクターなど、多くの柔軟性および硬質PVC製品が実現されている。
金属塩安定剤： 混合金属塩安定剤安定剤は、様々な化合物の集合体であり、通常は特定のPVC用途やユーザーに合わせて設計されています。この種の安定剤は、コハク酸バリウムとパーム酸カドミウムのみを添加する方式から、バリウム石鹸、カドミウム石鹸、亜鉛石鹸、有機亜リン酸エステルを、酸化防止剤、溶剤、増量剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、光沢剤、粘度調整剤、潤滑剤、人工香料などと物理的に混合する方式へと進化してきました。その結果、最終的な安定剤の効果に影響を与える要因は数多く存在します。
バリウム、カルシウム、マグネシウムなどの金属安定剤は、PVC材料の初期の色を保護する効果はありませんが、長期的な耐熱性を提供します。このように安定化されたPVC材料は、最初は黄色/オレンジ色ですが、徐々に茶色に変化し、継続的な加熱によって最終的に黒色になります。
カドミウム系および亜鉛系安定剤は、透明性があり、PVC製品の本来の色を維持できることから、当初は安定剤として使用されていました。しかし、カドミウム系および亜鉛系安定剤の長期的な耐熱性は、バリウム系安定剤のそれよりもはるかに劣ります。バリウム系安定剤は、ほとんど兆候なく突然完全に劣化する傾向があります。
金属比率の要因に加えて、金属塩安定剤の効果は、その塩化合物にも関係しており、これらはPVCの潤滑性、流動性、透明性、顔料の色変化、熱安定性といった特性に影響を与える主な要因です。以下に、一般的な混合金属安定剤として、2-エチルカプロエート、フェノラート、ベンゾエート、ステアレートなどが挙げられます。
金属塩安定剤は、食品包装、医療消耗品、医薬品包装などの軟質PVC製品や透明軟質PVC製品に広く使用されています。
投稿日時：2023年10月11日