第三章 合成材料加工用化学品 Chapter3 Additives for SyntБайду номын сангаасetic
Materials 第六节 热稳定剂和光稳定剂
Chemical Engineering Department
热稳定剂概述
热稳定剂由来
现象：在PVC的加工过程中，人们发现PVC塑料只有 在160℃以上才能加工成型，可它在120~130 ℃时 就开始热分解，释放出氯化氢气体。这就是说，PVC 的加工温度高于其热分解温度。 问题：此问题曾是困扰PVC塑料的开发与应用的主要 难题 解决：人们通过大量的研究工作发现，如果PVC塑料 中含有少量的诸如铅盐、金属皂、酚、芳胺等杂质 时，既不影响其加工与应用，又能在一定程度上起 到延缓其热分解的作用。上述难题得以解决，从而 促使了热稳定剂研究领域的建立与不断发展。
Ar-N2+ Cl- + Ar'-NH2
O 2N
-
Ar-N=N-Ar'-OH + HCl
Ar-N=N-Ar'-NH2 + HCl
NO2 OH N=N Cl C(CH3)3 C(CH3)3
(H3C)3C Cl + HO C(CH3)3
Cl +N=N
13
3、UV-327生产技术
合成反应式
烷基化 重氮化 偶合 还原
无机发泡剂
碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠等
(C4H9)2Sn(C11H23COO)2 + 2HCl (C4H9)2SnCl2 + 2 C11H23COOH
4、有机辅助稳定剂：环氧化合物
H C O H C + H-Cl CH OH CH Cl
5
（一）热稳定剂的分类及主要品种
5、复合稳定剂 主要组分：金属盐、亚磷酸酯、多元醇、抗氧剂、溶剂 等 配方及制备举例
还原
重氮化
偶合
烷基化
15
第三章 合成材料加工用化学品 Chapter3 Additives for Synthetic
Materials 第七节 其他合成材料助剂
Chemical Engineering Department
一、发泡剂
发泡剂是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑 性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。 化学发泡剂：发泡过程中因发生化学变化而产 生一种和多种气体，从而使聚合物发泡。
3
一、热稳定剂
热稳定剂：防止塑料在热和机械剪切力作用下引起 降解而加入的一类物质。
CH2 CH Cl n CH CH n + n HCl
需使用热稳定剂的材料：PVC，PVDC，PCTFE， CPVC，CPE，氯丁橡胶，氯磺化的PE，氯化SBR， 聚氯苯乙烯，PVA等。 热稳定剂最典型的应用是PVC材料
C4H9
月桂酸马来酸二丁基锡
C4H9-I
碘丁烷
7
（二）二月桂酸二丁基锡生产技术 1、主要原料及其规格
2、原料消耗定额
C 4 H9
I Sn I
C4H9 Sn C4H9
O-COC11H23 O-COC11H23
8
C4H9-I
C 4 H9
（二）二月桂酸二丁基锡生产技术
3、生产操作过程
合成反应
3 I2 + 6 C4H9OH + 2 P
6
（二）二月桂酸二丁基锡生产技术
有机锡稳定剂举例
C4H9 Sn C4H9
C 4 H9 Sn C 4 H9 I
O-COC11H23
二月桂酸二丁基锡
C 4 H9 Sn C 4H 9 C4H9
O-COC11H23 O O C CH O C CH Sn O O-COC11H23
O-COC11H23
I
二碘代二正丁基锡
Mg C4H9-OH C4H9 Sn C4H9
C4H9 Sn C4H9 O-COC11H23
9
碘丁烷
6 C4H9-I + 2 P(OH)3
I
2 C4H9-I + Sn
二碘代二正丁基锡
I
O-COC11H23 + NaI + H2O
C4H9 Sn C4 H 9
I + 2 C11H23COO-H I
NaOH
Ar-N2+ Cl- + NaCl + H2O
O2N Cl +N=N Cl +2H2O + NaCl
12
（二）重氮化、偶合及紫外线 吸收剂UV-327生产技术
2、偶合反应
重氮盐与酚类、胺类化合物生成偶氮化合物的反 应称为偶合反应。一般进入-OH、-NH2对位，对位 占据进入邻位。
Ar-N2+ Cl- + Ar'-OH
按作用机理分类：
紫外线吸收剂
淬灭剂 光屏蔽剂 自由基捕获剂
11
（二）重氮化、偶合及紫外线 吸收剂UV-327生产技术
1、重氮化
芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐 的反应称作重氮化
Ar-NH2 + NaNO2 + 2HCl
O2N H2N Cl + NaNO2 + 2 HCl
-
0~10 ℃
二月桂酸二丁基锡
二月桂酸二丁基锡生产流程
C4H9-I
(C4H9)2SnI2
C 4 H9 Sn C 4 H9 I I
C4H9 Sn C4H9
O-COC11H23 O-COC11H23
10
二、光稳定剂
（一）光稳定剂的分类及主要品种
光稳定剂：能抑制或减缓高分子材料光氧化过程的 物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。
2
热稳定剂概述
热稳定剂作用机理
60年代发现HCl对PVC的热降解有催化作用，降解反 应是一自动催化反应。 PVC热分解脱HCl的反应一旦开始，就会使得进一步 脱HCl的反应变得更为容易，而使脱HCl的反应进行 到底。 大多数热稳定剂都具有一个共同特点，属于HCl的接 受体，能捕捉PVC热降解产生的HCl，阻止PVC进一步 的降解。
CH2 CH OH n
4
（一）热稳定剂的分类及主要品种
1、盐基性铅盐：三盐基硫酸铅
3PbO PbSO4 H2O + 6 HCl 3PbCl2 + PbSO4 + 4 H2O
2、脂肪酸皂：月桂酸镉
(C11H23COO)2Cd + 2HCl CdCl2 + 2 C11H23COOH
3、有机锡稳定剂：二月桂酸二丁基锡
O 2N
-
O2N H2N Cl + NaNO2 + 2 HCl
-
O2N Cl +N=N Cl +2H2O + NaCl
(H3C)3C Cl + HO C(CH3)3
Cl
NO2 N=N
OH C(CH3)3
Cl +N=N
NO2 N Cl N N
C(CH3)3
OH C(CH3)3
C(CH3)3
14
紫外线吸收剂UV-327生产流程