Termilised stabilisaatorid
Termostabilisaatorid peavad takistama või leevendama PVC vaigu lagunemist. Termostabilisaatorite valik koostises sõltub üldiselt toote nõuetest. Näiteks:
Pliisoola stabilisaatoreid kasutatakse peamiselt jäikades toodetes. Pliisoola stabilisaatoritel on hea termiline stabiilsus, suurepärased elektrilised omadused ja madal hind. Kuid need on väga mürgised, kalduvad saastama tooteid ja võivad toota ainult läbipaistmatuid tooteid.
Viimastel aastatel on komposiitstabilisaatoreid ilmunud palju, mis kujutab endast ohtu ühekomponendiliste stabilisaatorite väljavahetamiseks. Komposiitstabilisaatorite omadused hõlmavad tugevat spetsialiseerumist, minimaalset saastet ja tootmisettevõtete lihtsustatud töötlemist. Ühtsete standardite puudumise tõttu on aga erinevate tootjate komposiitstabilisaatorite erinevused märkimisväärsed.
Baarium-kaadmium stabilisaatorid on teatud tüüpi termostabilisaatorid, millel on hea jõudlus. Neid kasutatakse laialdaselt PVC põllumajanduskiledes. Tavaliselt kasutatakse baarium-kaadmiumtsinki ja orgaanilisi fosfaate koos antioksüdantidega.
Kaltsium-tsink stabilisaatorid võivad olla mittetoksilised stabilisaatorid, mida kasutatakse toiduainete, meditsiiniseadmete ja ravimite pakendites. Nende stabiilsus on aga suhteliselt madal ja suurtes kogustes kasutamisel väheneb läbipaistvus ning need on altid härmatisele.
Tinaorgaanilised stabilisaatorid on hea jõudlusega ja sobivad nii PVC jäikade kui ka läbipaistvate toodete jaoks. Eelkõige on oktüültinast saanud asendamatu stabilisaator mittetoksiliste pakenditoodete jaoks, ehkki kõrgema hinnaga.
Epoksüstabilisaatoreid kasutatakse tavaliselt abistabilisaatoritena. Kui neid kasutatakse koos baariumi-kaadmiumi ja kaltsiumi-tsingi stabilisaatoritega, võivad need parandada valguse ja kuumuse stabiilsust. Siiski on nad altid rändele. Teised abistabilisaatorid hõlmavad polüoole ja orgaanilisi fosfaate.
Viimastel aastatel on ilmunud ka haruldaste muldmetallide stabilisaatorid ja hüdrotaltsiidipõhised stabilisaatorid. Haruldaste muldmetallide stabilisaatoreid iseloomustab suurepärane töötlemisvõime, samas kui hüdrotaltsiit on mittetoksiline stabilisaator.
Termilise stabilisaatori valiku põhimõtted
Jäiga PVC koostises, kui plastifikaatori sisaldus on madal või puudub, tuleks stabilisaatori kogust vastavalt suurendada, et saavutada hea stabiilsus.
(1) Läbipaistmatutes jäikades toodetes kasutatakse tavaliselt kolmealuselist pliisulfaati ja kahealuselist pliifosfiiti, millel on sünergistlik toime, kui neid kasutatakse koos vahekorras 2:1 või 1:1, lisades kokku 3–5 osa. Alternatiivina kasutatakse tänapäeval tavaliselt komposiitpliistabilisaatoreid.
(2) Läbipaistvate jäikade toodete puhul pliisooli ei kasutata. Selle asemel valitakse tavaliselt muud metallseebi stabilisaatorid peale Pb ja Ca, samuti orgaaniline tina, orgaaniline antimon ja haruldaste muldmetallide stabilisaatorid. Metallist seebi stabilisaatoreid lisatakse 3–4 osa, orgaanilisi tinastabilisaatoreid aga 1–1,5 osa.
Pehmete PVC- ja PVC-pastatoodete koostiste puhul on plastifikaatori sisaldus kõrge ja töötlemistemperatuur madal, nii et stabilisaatori kogust saab asjakohaselt vähendada.
(1) Läbipaistmatutes elastsetes toodetes kasutatakse tavaliselt pliisooli (1–2 osa) koos metalliseebiga (1–2 osa).
(2) Poolläbipaistvate painduvate toodete puhul kasutatakse tavaliselt mitut metallseepi koos, millele on lisatud 2–3 osa.
(3) Läbipaistvates painduvates toodetes kasutatakse tavaliselt orgaanilist tina (0,5–1 osa) koos metallseebiga (1–2 osa). Teise võimalusena võivad orgaanilise tina asendada orgaanilised antimoni ja haruldaste muldmetallide stabilisaatorid.
Mittetoksilistes PVC koostistes on termostabilisaatorite valik:
(1) Pliisoola stabilisaatoreid tuleks vältida.
(2) Peale Pb ja Cd võib valida ka muid metallseebi stabilisaatoreid, näiteks kaltsium-tsink stabilisaatoreid.
(3) Valida saab mittetoksilisi orgaanilisi tinastabilisaatoreid.
(4) Võib valida orgaanilise antimoni ja haruldaste muldmetallide stabilisaatorid.
(5) Lisastabilisaatorites saab valida mittetoksilisi epoksüstabilisaatoreid.
Primaarsete stabilisaatorite sünergistlik toime: PVC koostises kasutatakse sageli mitut primaarset stabilisaatorit koos, kuna erinevatel primaarsetel stabilisaatoritel on sünergistlik toime.
(1) Kolmealuselisel pliisulfaadil ja kahealuselisel pliifosfiidil on sünergistlik toime, sünergiline suhe on 2:1 või 1:1.
(2) Erinevatel metallseepidel on sünergistlik toime, mille termilise stabiilsuse järjekord on järgmine: Cd, Zn > Pb > Ba, Ca.
(3) Metalliseepide ja orgaaniliste tinastabilisaatorite vahel on sünergistlik toime ning mõlemat kasutatakse sageli koos läbipaistvates koostistes.
(4) Mõnedel haruldaste muldmetallide stabilisaatoritel on sünergistlik toime orgaanilise tinaga, vähendades kulusid orgaanilise tina asendamisel.
Sünergia esmaste ja abistabilisaatorite vahel:
(1) Metallist seebid ja epoksiid
(2) Metallist seebid ja polüoolid
(3) Metallist seebid ja -diketoonid
(4) Mõned haruldased muldmetallid ja epoksiid
(5) Metallist seebid ja orgaanilised fosfaadid
Termostabilisaatorite kasutamisel koos teiste lisanditega ei ole mõnel stabilisaatoril endil määrdeomadusi, nagu pliisoolad, orgaaniline tina, orgaaniline antimon ja haruldased muldmetallid, mistõttu tuleb määrdeaineid koostisesse lisada eraldi. Mõnedel stabilisaatoritel endil on määrdeomadused, näiteks metalliseebid, mistõttu võib määrdeaineid koostisest välja jätta või vähendada.
Väävlit sisaldavaid orgaanilisi tinastabilisaatoreid ja orgaanilisi antimoni stabilisaatoreid ei tohi kasutada koos Pb- ja Cd-sisaldavate stabilisaatoritega, kuna need põhjustavad kooskasutamisel väävliga saastumist.
Antioksüdandid
PVC toodetes sisalduvad antioksüdandid oksüdeeruvad töötlemise ja kasutamise käigus kuumuse ja ultraviolettvalguse toimel, mis on seotud vabade radikaalide tekkega.
Primaarsete antioksüdantide põhiülesanne on ahela katkestamine või vabade radikaalide eemaldamine. Nende põhiülesanne on ühineda vabade radikaalidega, moodustades stabiilseid ühendeid, lõpetades ahelreaktsioonid.
Peamine antioksüdant, mida PVC puhul kasutatakse, on bisfenool A. On ka abi antioksüdante ehk vesinikperoksiidi lagundajaid, nagu trifenüülfosfaat ja bensoüülfenüülisooktüülfosfaat. Primaarsete ja abistavate antioksüdantide kombineeritud kasutamine võib avaldada sünergistlikku toimet.
Ultraviolettkiirguse neeldujad
Välistingimustes kasutatavad PVC-tooted on tundlikud ultraviolettkiirguse suhtes tundliku lainepikkuse vahemikus, mis põhjustab PVC molekulide ergutamist või keemiliste sidemete katkemist, mis põhjustab vabade radikaalide ahelreaktsioone ning soodustab PVC lagunemist ja vananemist. UV-kindluse parandamiseks lisatakse sageli UV-absorbeerijaid.
Tavaliselt kasutatavad PVC UV-absorbeerijad on triasiin-5, UV-9, UV-326, TBS, BAD ja OBS. Triasiinil-5 on parim mõju, kuid see annab kilele kergelt kollaka värvuse. Väikese koguse ftalotsüaniinsinise lisamine võib seda parandada.
PVC põllumajanduskiledes kasutatakse tavaliselt UV{{0}}, mille tüüpiline kasutus on 0,2 kuni 0,5 osa. TBS, BAD ja OBS, mis on salitsüülhappe derivaadid, on nõrga toimega ja koos antioksüdantidega kasutamisel tagavad hea vananemiskindluse.
Läbipaistmatute toodete puhul saab üldiselt ilmastikukindlust parandada maskeeriva titaandioksiidi lisamisega. Kui aga sel ajal lisada UV-absorbereid, on vaja suurt kogust, mis ei pruugi olla kulutõhus.