stabilizzatori del PVCSono additivi utilizzati per migliorare la stabilità termica del cloruro di polivinile (PVC) e dei suoi copolimeri. Per le materie plastiche in PVC, se la temperatura di lavorazione supera i 160 °C, si verifica una decomposizione termica con produzione di HCl gassoso. Se non viene eliminata, questa decomposizione termica viene ulteriormente aggravata, influenzando lo sviluppo e l'applicazione delle materie plastiche in PVC.
Studi hanno dimostrato che la presenza di piccole quantità di sali di piombo, sapone metallico, fenolo, ammina aromatica e altre impurità nelle plastiche in PVC non compromette la lavorazione e l'applicazione, ma ne può mitigare in una certa misura la decomposizione termica. Questi studi promuovono l'introduzione e il continuo sviluppo di stabilizzanti per PVC.
Gli stabilizzanti per PVC più comuni includono stabilizzanti organostannici, stabilizzanti a sali metallici e stabilizzanti a sali inorganici. Gli stabilizzanti organostannici sono ampiamente utilizzati nella produzione di prodotti in PVC grazie alla loro trasparenza, buona resistenza agli agenti atmosferici e compatibilità. Gli stabilizzanti a sali metallici solitamente utilizzano sali di calcio, zinco o bario, che possono fornire una migliore stabilità termica. Gli stabilizzanti a sali inorganici come il solfato di piombo tribasico, il fosfito di piombo bibasico, ecc. presentano una termostabilità a lungo termine e un buon isolamento elettrico. Nella scelta di uno stabilizzante per PVC adatto, è necessario considerare le condizioni di applicazione dei prodotti in PVC e le proprietà di stabilità richieste. Diversi stabilizzanti influenzano le prestazioni dei prodotti in PVC sia fisicamente che chimicamente, pertanto sono necessarie formulazioni e test rigorosi per garantirne l'idoneità. Di seguito sono riportate un'introduzione dettagliata e un confronto tra i diversi stabilizzanti per PVC:
Stabilizzatore organostannico:Gli stabilizzanti organostannici sono gli stabilizzanti più efficaci per i prodotti in PVC. I loro composti sono i prodotti di reazione di ossidi o cloruri organostannici con acidi o esteri appropriati.
Gli stabilizzanti organostannici si dividono in contenenti zolfo e senza zolfo. La stabilità degli stabilizzanti contenenti zolfo è eccezionale, ma presentano problemi di sapore e di colorazione incrociata, simili a quelli di altri composti contenenti zolfo. Gli stabilizzanti organostannici non contenenti zolfo sono solitamente a base di acido maleico o esteri semi-maleici. Come gli stabilizzanti a base di metilstagno, sono stabilizzanti termici meno efficaci e hanno una migliore stabilità alla luce.
Gli stabilizzanti organostannici vengono applicati principalmente agli imballaggi alimentari e ad altri prodotti in PVC trasparente, come i tubi trasparenti.
Stabilizzatori di piombo:Tra gli stabilizzanti del piombo più comuni rientrano i seguenti composti: stearato di piombo bibasico, solfato di piombo tribasico idrato, ftalato di piombo bibasico e fosfato di piombo bibasico.
Come stabilizzanti termici, i composti di piombo non compromettono le eccellenti proprietà elettriche, il basso assorbimento d'acqua e la resistenza agli agenti atmosferici esterni dei materiali in PVC. Tuttavia,stabilizzatori di piombopresentano svantaggi quali:
- Avere tossicità;
- Contaminazione incrociata, in particolare con lo zolfo;
- Generazione di cloruro di piombo, che formerà striature sui prodotti finiti;
- Rapporto pesante, con conseguente rapporto peso/volume insoddisfacente.
- Gli stabilizzanti al piombo spesso rendono i prodotti in PVC immediatamente opachi e li scoloriscono rapidamente dopo un riscaldamento prolungato.
Nonostante questi svantaggi, gli stabilizzatori di piombo sono ancora ampiamente utilizzati. Per l'isolamento elettrico, gli stabilizzatori di piombo sono preferiti. Beneficiando del loro effetto generale, vengono realizzati molti prodotti in PVC flessibile e rigido, come strati esterni per cavi, pannelli rigidi in PVC opaco, tubi rigidi, pelli artificiali e iniettori.
Stabilizzanti di sali metallici: Stabilizzanti di sali metallici mistisono aggregati di vari composti, solitamente progettati in base a specifiche applicazioni e utilizzatori del PVC. Questo tipo di stabilizzante si è evoluto dall'aggiunta di succinato di bario e acido di palma al cadmio alla miscelazione fisica di sapone di bario, sapone di cadmio, sapone di zinco e fosfito organico, con antiossidanti, solventi, estensori, plastificanti, coloranti, assorbitori UV, sbiancanti, agenti di controllo della viscosità, lubrificanti e aromi artificiali. Di conseguenza, molti fattori possono influenzare l'effetto dello stabilizzante finale.
Gli stabilizzanti metallici, come bario, calcio e magnesio, non proteggono il colore iniziale dei materiali in PVC, ma possono fornire resistenza al calore a lungo termine. Il PVC stabilizzato in questo modo presenta inizialmente un colore giallo/arancione, per poi virare gradualmente al marrone e infine al nero dopo un trattamento termico costante.
Gli stabilizzanti al cadmio e allo zinco sono stati utilizzati per la prima volta perché sono trasparenti e possono mantenere il colore originale dei prodotti in PVC. La termostabilità a lungo termine offerta dagli stabilizzanti al cadmio e allo zinco è molto peggiore di quella offerta da quelli al bario, che tendono a degradarsi improvvisamente e completamente, senza quasi lasciare traccia.
Oltre al fattore del rapporto metallo-metallo, l'effetto degli stabilizzanti a base di sali metallici è correlato anche ai loro composti salini, che sono i principali fattori che influenzano le seguenti proprietà: lubrificazione, mobilità, trasparenza, viraggio del colore dei pigmenti e stabilità termica del PVC. Di seguito sono riportati alcuni stabilizzanti a base di sali metallici comuni: 2-etilcaproato, fenolato, benzoato e stearato.
Gli stabilizzanti ai sali metallici sono ampiamente utilizzati nei prodotti in PVC morbido e trasparente, come imballaggi alimentari, materiali di consumo medicali e imballaggi farmaceutici.
Data di pubblicazione: 11-ott-2023