Che cosa sono gli stabilizzatori in PVC?

Stabilizzatori in PVCSi tratta di additivi utilizzati per migliorare la stabilità termica del cloruro di polivinile (PVC) e dei suoi copolimeri. Nel caso delle materie plastiche in PVC, se la temperatura di lavorazione supera i 160 °C, si verifica una decomposizione termica con produzione di gas HCl. Se non controllata, questa decomposizione termica si aggrava ulteriormente, influenzando lo sviluppo e l'applicazione delle materie plastiche in PVC.

Gli studi hanno dimostrato che, sebbene le plastiche in PVC contengano piccole quantità di sali di piombo, saponi metallici, fenolo, ammine aromatiche e altre impurità, la loro lavorazione e applicazione non ne risentono; tuttavia, la loro decomposizione termica può essere attenuata in una certa misura. Questi studi promuovono la creazione e il continuo sviluppo di stabilizzanti per il PVC.

Tra gli stabilizzanti per PVC più comuni si annoverano gli stabilizzanti organostannici, gli stabilizzanti a base di sali metallici e gli stabilizzanti a base di sali inorganici. Gli stabilizzanti organostannici sono ampiamente utilizzati nella produzione di prodotti in PVC grazie alla loro trasparenza, alla buona resistenza agli agenti atmosferici e alla compatibilità. Gli stabilizzanti a base di sali metallici utilizzano solitamente sali di calcio, zinco o bario, che offrono una migliore stabilità termica. Gli stabilizzanti a base di sali inorganici, come il solfato di piombo tribasico, il fosfito di piombo bibasico, ecc., presentano una stabilità termica 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. I diversi stabilizzanti influenzano le prestazioni fisiche e chimiche dei prodotti in PVC, pertanto sono necessarie formulazioni e test rigorosi per garantirne l'idoneità. Di seguito viene fornita una descrizione dettagliata e un confronto tra i vari stabilizzanti per PVC:

Stabilizzante organostannico:Gli stabilizzanti organostannici sono i 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 quelli contenenti zolfo e quelli privi di zolfo. La stabilità degli stabilizzanti contenenti zolfo è eccezionale, ma presentano problemi di gusto e di colorazione incrociata simili a quelli di altri composti contenenti zolfo. Gli stabilizzanti organostannici non contenenti zolfo sono generalmente basati sull'acido maleico o su esteri dell'acido maleico.stabilizzatori di metil stagnosono meno efficacistabilizzatori di calorecon una migliore stabilità della luce.

Gli stabilizzanti organostannici sono utilizzati principalmente negli imballaggi alimentari e in altri prodotti in PVC trasparente, come i tubi flessibili trasparenti.

Stabilizzanti del piombo:I tipici stabilizzanti del piombo includono i seguenti composti: stearato di piombo bibasico, solfato di piombo tribasico idrato, ftalato di piombo bibasico e fosfato di piombo bibasico.

Come stabilizzatori termici, i composti di piombo non danneggiano 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, soprattutto con zolfo;

- Generazione di cloruro di piombo, che formerà striature sui prodotti finiti;

- Rapporto peso/volume elevato, che si traduce in un rapporto peso/volume insoddisfacente.

- Gli stabilizzatori al piombo spesso rendono i prodotti in PVC opachi immediatamente e ne causano lo scolorimento rapido dopo un'esposizione prolungata al calore.

Nonostante questi svantaggi, gli stabilizzanti al piombo sono ancora ampiamente utilizzati. Per l'isolamento elettrico, si preferiscono gli stabilizzanti al piombo. Grazie al loro effetto generale, si realizzano molti prodotti in PVC, sia flessibili che rigidi, come rivestimenti esterni per cavi, pannelli rigidi in PVC opaco, tubi rigidi, pelle sintetica e iniettori.

Stabilizzanti a base di sali metallici: Stabilizzanti a base di sali metallici mistiSi tratta di aggregati di vari composti, generalmente progettati in base alle specifiche applicazioni e agli utenti del PVC. Questo tipo di stabilizzante si è evoluto dall'aggiunta di solo succinato di bario e acido palmitico di cadmio alla miscelazione fisica di sapone di bario, sapone di cadmio, sapone di zinco e fosfito organico, con antiossidanti, solventi, estensori, plastificanti, coloranti, assorbitori di raggi UV, sbiancanti, agenti di controllo della viscosità, lubrificanti e aromi artificiali. Di conseguenza, sono molti i fattori che possono influenzare l'effetto dello stabilizzante finale.

Gli stabilizzatori metallici, come il bario, il calcio e il magnesio, non preservano il colore iniziale dei materiali in PVC, ma possono garantire una resistenza al calore a lungo termine. Il PVC stabilizzato in questo modo inizialmente appare giallo/arancione, poi gradualmente vira al marrone e infine diventa nero dopo un'esposizione costante al calore.

Gli stabilizzanti a base di cadmio e zinco furono inizialmente utilizzati perché trasparenti e in grado di preservare il colore originale dei prodotti in PVC. Tuttavia, la stabilità termica a lungo termine offerta dagli stabilizzanti a base di cadmio e zinco è nettamente inferiore a quella garantita da quelli a base di bario, che tendono a degradarsi improvvisamente e completamente, senza lasciare quasi alcun segno.

Oltre al fattore del rapporto tra i metalli, l'effetto degli stabilizzanti a base di sali metallici è legato anche ai loro composti salini, che sono i principali fattori che influenzano le seguenti proprietà: lubrificazione, mobilità, trasparenza, variazione del colore del pigmento e stabilità termica del PVC. Di seguito sono elencati alcuni comuni stabilizzanti a base di metalli misti: 2-etilcaproato, fenolato, benzoato e stearato.

Gli stabilizzanti a base di sali metallici sono ampiamente utilizzati nei prodotti in PVC morbido e trasparente, come ad esempio negli imballaggi alimentari, nei dispositivi medici e negli imballaggi farmaceutici.