از تثبیت کننده های فرابنفش (UV) برای محافظت از پلیمرها در برابر نور بیش از حد خورشید استفاده می شود که می تواند باعث تغییر رنگ و تخریب زودرس اجزای PVC شود.
تثبیت کننده پی وی سی چیست؟
به طور کلی تثبیت کننده های پی وی سی پیشگامان شیمی دو نوع هستند:
الف) تثبیت کننده حرارتی برای محافظت از پلیمر در طول فرآیند
ب) از تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش برای محافظت از پلیمرها در برابر نور بیش از حد خورشید استفاده می شود که اغلب باعث تیرگی زودرس و خراب شدن اجزای PVC می شود.
تثبیت کننده های حرارتی اغلب در پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده می شود. PVC به گرما و فشار بسیار حساس است و در این شرایط در اثر تجزیه اسید کلریدریک (HCl) آزاد می کند.
به دلیل ماهیت خورنده HCl و تمایل پلیمرها به تجزیه سریع، PVC باید در حین اکستروژن تثبیت شود. از آنجایی که PVC های سفت و سخت در دماهای بالاتری نسبت به PVC های انعطاف پذیر پردازش می شوند، تثبیت کننده ها اهمیت بیشتری دارند.
اگر یک مولکول HCl از تجزیه PVC آزاد شود، آزادسازی مولکول های HCl همسایه تسهیل می شود و منجر به تخریب سریع پلیمر می شود.
تثبیت کننده ها با اولین مولکول HCl واکنش می دهند و در نتیجه آزاد شدن مولکول های دیگر را متوقف می کنند. تا به امروز، بیشتر تثبیت کننده های پی وی سی بر پایه کلسیم و سرب بوده اند.
نگرانی های زیست محیطی انواع جدیدی از این مواد را ایجاد کرده است، به عنوان مثال تثبیت کننده های مبتنی بر باریم-روی و کلسیم-روی تثبیت کننده های UV برای پلیمرهایی استفاده می شوند که می توانند توسط انرژی فرابنفش تجزیه شوند.
انرژی UV زنجیره های پلیمرهای محافظت نشده را می شکند. پیامدهای این تخریب کاهش خواص مکانیکی، رنگ و ترک خوردن است. این تثبیت کننده های نور UV قوی هستند و از تخریب پلیمر جلوگیری می کنند. در عین حال، این مواد به عنوان یک تله برای رادیکال های آزاد شده در هنگام تجزیه عمل می کنند.
کربن سیاه به عنوان یک تثبیت کننده رایج شناخته می شود، اما استفاده از آن به دلیل رنگ مشکی آن محدود است. آمین های غیر آزاد در از بین بردن رادیکال های آزاد موثر هستند.
استفاده از مخلوط استئارات کلسیم (CaSt2) و استئارات روی (ZnSt2) به عنوان تثبیت کننده اثر هم افزایی دارد و این اثر مربوط به واکنش تبادل سریع بین ZnCl2 و CaSt2 است که باعث تولید مثل ZnSt2 و مصرف آن می شود. ZnCl2 ناخواسته .
بنابراین از انواع استابلایزر بسته به کنترل مورد نظر (پایداری رنگ یا طول عمر) از آلیاژهایی با نسبت های مختلف CaSt2 و ZnSt2 استفاده می شود.