Tìm hiểu về các chất phụ gia trong nhựa polyvinylchloride (PVC) và chất hóa dẻo trong màng bọc thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA HĨA
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU
----------------

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 1
ĐỀ TÀI: Tìm Hiểu Về Các Chất Phụ Gia Trong Nhựa
Polyvinylchloride (PVC) Và Chất Hóa Dẻo Trong Màng Bọc
Thực Phẩm
Gíao viên hướng dẫn: T.S Phan Thế Anh
Sinh viên thực hiện : Lê Thị Phúc
Mã số sinh viên

: 107160053

Lớp

: 16H4

Đà Nẵng 2019
1


PHỤ LỤC
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ CÁC CHẤT PHỤ GIA TRONG NHỰA

POLYVINYLCHLORIDE (PVC) VÀ CHẤT HÓA DẺO TRONG MÀNG BỌC THỰC
PHẨM
MỞ ĐẦU........................................................................................................................... 4

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ NHỰA POLYVINYLCHLORIDE (PVC):..........4
1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH:..............................................................................................4
1.2 CẤU TRÚC:................................................................................................................5
1.3 TÍNH CHẤT CHUNG CỦA PVC:.....................................................................................7
1.3.1 Tính chất đặc trưng:.........................................................................................7
1.3.2 Tính chất vật lí:................................................................................................8
1.3.3 Tính chất cơ lý:.................................................................................................9
1.3.4 Tính chất hóa lý:.............................................................................................10
1.4 QÚA TRÌNH TỔNG HỢP VÀ SẢN XUẤT NHỰA PVC:.......................................................10
CHƯƠNG 2: CÁC CHẤT PHỤ GIA TRONG NHỰA PVC:..........................................13
2.1 CHẤT ỔN ĐỊNH NHIỆT:...............................................................................................13
2.1.1 Tính chất đặc trưng của PVC:........................................................................13
2.1.2 Cơ chế ổn định nhiệt PVC:.............................................................................14
2.1.3 Các hệ ổn định nhiệt:......................................................................................15
2.2 CHẤT HÓA DẺO:........................................................................................................26
2.2.1 Khái quát về chất hóa dẻo:.............................................................................26
2.2.2 Các lý thuyết cơ bản về chất hóa dẻo:............................................................28
2.2.3 Các loại chất hóa dẻo có thể sử dụng:............................................................30
2.2.4 Chất hóa dẻo trong màng bọc thực phẩm PVC:..............................................30
2.3 CHẤT BƠI TRƠN:.......................................................................................................32
2.3.1 Thuyết bơi trơn:..............................................................................................32
2.3.2 Cấu trúc và vai trò:.........................................................................................32
2


2.3.3 Phân loại:.......................................................................................................33
2.3.4

Sự giống nhau và khác nhau giữa chất hóa dẻo và chất bơi trơn trong phụ

gia PVC:..................................................................................................................38
2.4 CHẤT HỖ TRỢ GIA CƠNG:.........................................................................................39
2.4.1 Cấu trúc và vai trị:.........................................................................................39
2.4.2 Ứng dụng:.......................................................................................................40
2.4.3 Một số ứng dụng của chất hỗ trợ gia công:....................................................40
2.4.4 Các loại chất hỗ trợ gia công:........................................................................41
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 42
PHỤ LỤC HÌNH ẢNHY
Hình 1 .1: Trật tự sắp xếp mạch phân tử PVC [2].............................................................6
Hình 1. 2: Trật tự sắp xếp các nhóm chức trong mạch PVC [2]........................................6
Hình 1. 3: Cơ chế trùng hợp gốc của PVC [2]..................................................................7
Hình 1 .4: Sơ đồ giải thích q trình tổng hợp nhựa PVC [4].........................................11
Hình 2 .1: Phương trình phản ứng giữ chất ổn định Ca-Zn với phân tử PVC [11].........24
Hình 2. 2: Qúa trình len lỏi của chất hóa dẻo vào cấu trúc mạch đại phân tử PVC [13]29
Hình 2. 3: Các cơng thức hóa học của các hợp chất hóa dẻo cho nhựa PVC [14]..........32
Hình 2. 4: Sự phân tán của canxi stearate vào các hạt sơ cấp PVC [18]........................36
Hình 2. 5: Sự phân tán của sáp paraffin vào các hạt sơ cấp PVC [18]...........................37
Hình 2. 6: Sự phân tán của canxi stearate và sáp parafin vào các hạt sơ cấp PVC [18] 37
Hình 2. 7: Mức độ phân tán của Canxistearate và sáp paraffin [18]..............................38
Hình 2. 8: Sự phân tán của các chất hỗ trợ gia công trong mạch phân tử PVC [20]......42

3


LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành đề tài này em đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình từ thầy T.S
Phan Thế Anh giảng viên chuyên ngành hóa Polymer, cũng như những đóng góp
ý kiến của thầy và bạn bè. Sau khi tìm hiểu đề tài em đã trau dồi thêm kĩ năng
tham khảo, đọc tài liệu, kĩ năng trình bày word,… Em xin chân thành cám ơn.

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 1
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ CÁC CHẤT PHỤ GIA TRONG NHỰA

POLYVINYLCHLORIDE (PVC) VÀ CHẤT HÓA DẺO TRONG MÀNG BỌC THỰC
PHẨM
Mở đầu
Trong thời đại hiện nay, hầu hết các vật dụng sử dụng sinh hoạt hằng ngày của chúng ta
như bao bì, hộp nhựa, áo mưa, vật liệu cách nhiệt, ống nước,.. đều được sản xuất từ nhựa.
Loại nhựa đóng vai trị khá quan trọng trong việc sản xuất ra các vật liệu trong đó là nhựa
PVC. PVC là một loại nhựa nhiệt dẻo, cứng nhắc, là sản phẩm trùng hợp của monomer
vinylclorua, trong PVC chiếm đến 60% khối lượng là clo nên nó có tính chất khá khác
biệt với những loại nhựa được tổng hợp hoàn toàn 100% từ dầu mỏ. Ngoài ra, khi được
sản xuất kết hợp với các chất phụ gia thì các tính chất của PVC được cải thiện khá rõ rệt,
điều đó làm giảm giá thành của nhựa PVC rất đáng kể. Trong phần tìm hiểu này sẽ tìm
hiểu về tính chất, nồng độ và q trình thêm các chất phụ gia: chất ổn định, chất hóa dẻo,
chất bôi trơn, chất hỗ trợ gia công,… vào nhựa PVC như thế nào để đạt được mục đích
cải thiện các tính chất trên một cách hiệu quả và tối ưu nhất. Trong phần này, chúng ta có
thể tìm hiểu thêm về các hợp chất hóa dẻo được sử dụng trong sản xuất màng bọc thực
phẩm và ảnh hưởng của nó đến sức khỏe của con người như thế nào.
Chương 1: Tìm hiểu chung về nhựa Polyvinylchloride (PVC):
1.1

Lịch sử hình thành:
4


- PVC là 1 polymer được trùng hợp từ monomer vinylchoride (VCM) mà ngun liệu
thơ cho monomer này có nguồn gốc từ muối và dầu. Điện phân nước muối tạo ra clo, kết

hợp với ethylene (được tạo ra từ dầu).
- 1835 ông Henri đã tổng hợp được monomer VCM, đến 1872 thì Baumann phát hiện ra
PVC dạng bột trắng hoặc vàng nhạt nhưng việc này vẫn chưa được xác định cụ thể.
- 1912 ông Iwan người Nga và Fritz người Đức ở 2 quốc gia khác nhau nhưng cùng đưa
ra cùng một lúc và xác định rõ hơn về PVC.
- 1926 mới phát hiện ra chất hóa dẻo cho PVC-đây là đột phá mạnh mẽ cho nền công
nghiệp tổng hợp nhựa PVC.
- Mãi đến 1932 PVC mới được sản xuất, cho đến 1937 việc sản xuất PVC mới thật sự
được sản xuất với quy mơ cơng nghiệp hồn chỉnh tại Đức.[1]
1.2

Cấu trúc:
- PVC có cấu tạo phân tử mạch thẳng, rất ít mạch nhánh
- KLPT của nhựa PVC trong ngành kỹ thuật từ 18000-30000 đvC
- Có 2 sự kết hợp cấu trúc chủ yếu:

Hình 1 .1: Trật tự sắp xếp mạch phân tử PVC [2]
- Sự kết hợp này đã tạo ra các cấu trúc mạng lưới sắp xếp khác nhau:

5


Hình 1. 2: Trật tự sắp xếp các nhóm chức trong mạch PVC [2]
- Syndiotactic: là sự sắp xếp xen kẽ của các nhóm chức về hai phía.
- Izotactic: là sự sắp xếp của các nhóm chức về một phía.
- Actactic: là sự sắp xếp ngẫu nhiên của các nhóm chức.
Trong mạch PVC có chứa các nguyên tử clo có độ âm điện lớn nên làm cho phân tử
PVC có độ phân cực lớn. Các nguyên tử clo này lại là nhóm thế trong cấu trúc mạch của
PVC, chúng có xu hướng liên kết với một trong hai nguyên tử carbon trong mạch làm
cho PVC có cấu trúc vơ định hình, có độ kết tinh thấp. Ngồi ra, cấu trúc syndiotactic

với sự sắp xếp của các nhóm chức xen kẽ nhau về hai phía được lặp lại nhiều lần trong
chuỗi nên làm cho PVC có mức độ kết tinh thấp.
- Cơ chế phản ứng trùng hợp gốc PVC được mô tả như sau:

6


Hình 1. 3: Cơ chế trùng hợp gốc của PVC [2]
Cơ chế này gồm ba giai đoạn:
+ Khơi mào tạo gốc tự do (thông thường các gốc R là các peroxide)
+ Phát triển mạch: Các gốc tự do phản ứng với monomer bẻ gãy nối đơi trong monomer,
kích thích monomer linh động hơn
+ Các monomer sau khi bị phá hủy sẽ phản ứng với monomer khác theo cơ chế đầu nối
đầu, đầu nối đuôi và đuôi nối đuôi để tạo ra các cấu trúc dạng syndiotactic, isotactic hay
actactic
+ Ngắt mạch: Gốc tự do R phản ứng với monomer linh động theo xu hướng triệt tiêu gốc
tự do.
1.3 Tính chất chung của PVC:
1.3.1 Tính chất đặc trưng:
- Tính chất của PVC phụ thuộc vào hệ số trùng hợp n
n = 10 => PVC không tan trong monomer VCM
n = 700-1500 => PVC hơi cứng và không bền nhiệt
7


- PVC khơng bao giờ được sử dụng một mình mà luôn được kết hợp với chất ổn định
nhiệt, chất bơi trơn, chất hỗ trợ gia cơng, chất hóa dẻo, … để có thể tăng tính năng cơ lý
cho nhựa.
1.3.2 Tính chất vật lí:
- PVC là polymer vơ định hình ở dạng bột màu trắng hoặc vàng nhạt

- Là vật liệu cách điện hiệu quả
-Tính mềm dẻo, độ bền va đập, khả năng gia công, … phụ thuộc vào các chất phụ gia
thêm vào
- PVC được tổng hợp theo hai phương pháp: nhũ tương và huyền phù. PVC trùng hợp
huyền phù có kích thước hạt lớn hơn PVC trùng hợp nhũ tương
- Khối lượng riêng từ 1,45-1,50 g/cm3; chỉ số khúc xạ là 1,544.
* Một vài tính chất vật lí đặc trưng của nhựa PVC:
a. Độ hịa tan:
- Với n=300÷500 => polymer tương đối dễ tan trong aceton, este, xiclohexan.
- Khi khối lượng phân tử trung bình cao thì PVC lại rất khó hịa tan (1÷10%) chỉ tan
trong dicloetan, clo benzene, dioxin, tetrahidrofuran
- PVC nguội không tan trong các chất hóa dẻo nhưng trong điều kiện nhiệt độ cao thì bị
trương nhiều lên, có vài trường hợp lại tan. Polymer ở dạng nhũ tương có độ hịa tan
kém hơn polymer huyền phù.
b. Tính chất nhiệt:
PVC là một loại polymer khơng bền nhiệt, có nhiệt độ phân hủy thấp hơn nhiệt độ chảy
(Tg=80°C, Tf=160°C). Nhưng ở nhiệt độ t=140°C thì nó bắt đầu phân hủy chậm, HCl sẽ
bị tách ra, làm biến màu sản phẩm và mất tính tan trong dung mơi.
c. Tính chống cháy:
- Trong mạch PVC có chứa hàm lượng nguyên tố clo. Khi gia nhiệt ở một nhiệt độ đủ
lớn tác động đến mạch nhánh clo, sẽ tạo ra các ion Cl-, các ion này bao vây xung quanh
8


mạch như là một lớp màng bảo vệ mạch không bị tác động bởi nhiệt độ cao => khó bị
bắt lửa => có khả năng chống cháy (nhiệt độ đánh lửa của PVC cao khoảng 455°C).
- Lượng nhiệt tỏa ra của PVC thấp hơn rất nhiều so với các loại nhựa khác.
d. Độ bền hóa học:
- PVC là một polymer có độ bền hóa học cao => được dùng làm các thùng đựng hóa
chất, ống dẫn hóa chất (axit, kiềm, muối,…), khí thải

- PVC bền với tác dụng của các axit mạnh như HCl, H2SO4, HNO3 loãng và dung dịch
kiềm với nồng độ khoảng 20%.
1.3.3 Tính chất cơ lý:
- Nhiệt độ hóa thủy tinh: Tg = 78-80°C
- Khối lượng riêng: d = 1,38-1,4(g/cm3)
- Độ bền kéo: k = 400-600(kg/cm2)
- Độ bền uốn: u = 900-1200(kg/cm2)
- Độ bền nén: n = 800-1600(kg/cm2)
- Đại lượng biến dạng e = 10-15%
- Độ bền va đập: 70-160(kg/cm2)
- Độ bền nhiệt (mactanh) = 65-70°C
- Nhiệt độ giòn = -10°C
- Nghiên cứu ở Đức cho thấy ống PVC chôn dưới đất 13 năm so với PVC mới hầu như
khơng thay đổi nhiều về tính chất
- PVC chịu va đập kém => để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng các chất
độn (MBS, ABS, EVA với tỉ lệ từ 5-10%).

9


1.3.4 Tính chất hóa lý:
- PVC cứng bền với axit, kiềm cũng như dầu, acohol và hydrocacbon béo nhưng nhạy
với hydrocacbon thơm và hydrocacbon chứa clo, este và có thể trương trong aceton
- PVC mềm bị ảnh hưởng với các tác nhân khí quyển và ánh sáng => bị lão hóa bởi tác
động của tia tử ngoại
- PVC hoạt động hóa học khá mạnh, trong các q trình biến đổi hóa học, nguyên tử clo
tham gia vào phản ứng và kéo theo các nguyên tử hydro ở cacbon bên cạnh
- Khả năng trộn lẫn với các chất khác rất cao nên PVC luôn luôn được sử dụng với các
chất phụ gia.[3]
1.4 Qúa trình tổng hợp và sản xuất nhựa PVC:

Hình 1 .4: Sơ đồ giải thích q trình tổng hợp nhựa PVC [4]
Gồm hai giai đoạn chính:
- Tổng hợp monomer (VCM)

10


Bước 1: Tách ethylene từ nguyên liệu dầu:
Dầu thô được đốt nóng trong lị tới khoảng 752°F (400°C) hay cịn được gọi là “nứt
dầu”. Hơi dầu di chuyển đến một cột phân đoạn, một tháp cao chứa nhiều buồng, càng
lên cao nhiệt độ qua các buồng càng giảm.
Bước 2: Chiết xuất clo từ muối biển:
Chiết xuất clo từ việc điện phân nước muối có màng ngăn bằng một dịng điện đủ lớn để
thay đổi cấu trúc của dung dịch nước muối (NaCl) => Clo được tách ra
Phương trình hóa học:

2NaCl + H2O → 2NaOH + Cl2 + H2↑

Bước 3: Ethylene và clo phản ứng với nhau bằng cách cracking nhiệt tạo thành ethylene
dichloride (EDC) hay monomer vinychloride (VCM)
Phương trình hóa học:

CH2=CH2 + Cl2 → CH2CHCl + HCl

Bước 4: Trùng hợp polyvinylchloride (PVC) từ monomer VCM [5]
+ Phương pháp trùng hợp nhũ tương:
- Chất khơi mào: Peroxide và các hợp chất khác.
- Chất nhũ hóa phải hoạt động bề mặt: Alkyl sufonate, alkyl sunfat hoặc ammonium,
muối axit béo,…

- Phản ứng trùng hợp xảy ra trong khu vực tiếp xúc giữa Clorua vinyl và nước, polymer
tạo thành sẽ có trạng thái nhũ tương trong nước cần phải keo tụ hay cho nước bốc hơi để
tách polymer ra. Sản phẩm thường ở dạng latex và kích thước hạt polymer tạo thành rất
bé từ 0,01ữ1àm.
- Qỳa trỡnh xy ra liờn tc, cht nh húa cịn tồn tại trong PVC sau khi sấy khơ (E-PVC)
hoạt động như một chất bơi trơn bên ngồi.
* Ưu điểm: Tiến hành trùng hợp một cách liên tục nhờ khuấy đều và polymer tách ra liên
tục nên sản phẩm đồng nhất.
+ Trùng hợp huyền phù:
11


- Là q trình khơng liên tục có tên (S-PVC), kớch thc ht t 50ữ200àm, tinh khit
cao, hp th nước và tính chất điện tốt.
- Các thành phần chính
VCM: 100 phần; Nước: 9÷130 phần; Chất ổn định huyền phù: 0,05-0,15 phần; Chất khơi
mào: 0,03-0,08 phần.
Hàm lượng của các chất này phụ thuô ̣c vào loại PVC cần sản xuất, kích thước thiết bị
phản ứng, loại thiết bị…
* VCM ở thể lỏng, đô ̣ nguyên chất trên 99,9%.
* Nước: - Được sử dụng trong quá trình tổng hợp nên được khử khoáng. Tỷ lê ̣
nước/VCM = 1,5/1 hay 1,75/1.
- Là môi trường phân tán cho VCM và hòa tan chất ổn định, môi trường truyền
nhiê ̣t cho phản ứng trùng hợp.
- Chất ổn định huyền phù: 2 loại là ổn định sơ cấp và ổn định thứ cấp.
- Chức năng chính của ổn định sơ cấp là điều khiển kích thước hạt, nhưng cũng
ảnh hưởng đến độ xốp và tính chất morphology.
- Chức năng của chất ổn định thứ cấp: Giúp đô ̣ xốp đồng nhất trên các hạt.
- Phạm vi bình thường của các tác nhân tạo hạt PVC được sử dụng nằm trong
khoảng 70- 88%.

* Chất khơi mào:
- Được sử dụng hiện tại là diacetyl peroxides, peroxydicarbonates (PDC), and alkyl
peroxyesters.
- Thời gian bán sống là yếu tố quyết định cho việc lựu chọn chất khơi mào ứng với loại
PVC
- Có thể sử dụng hai chất khơi mào khác nhau cho cùng một phản ứng để đạt kết quả
tốt.[6]
12


+ Trùng hợp khối:
Phương pháp trùng hợp khối ít được sử dụng vì có một số khuyết điểm như sản phẩm
polymer ở dạng khối khó gia cơng, khó điều chỉnh nhiệt độ vì phản ứng tỏa nhiều nhiệt
và mơi trường dẫn nhiệt kém làm cho sản phẩm dễ bị phân hủy và có màu. Chất khởi
đầu hay dùng là peroxit benzoin, nếu khơng có chất khởi đầu thì ta dùng ở nhiệt độ cao,
áp suất cao.
+Trùng hợp dung mơi:
Có thể dung 2 loại dung mơi:
-

Dung mơi khơng hịa tan polymer (rượu), trong trường hợp này polymer sẽ dần
dần tách ra dạng bột mịn.

-

Dung mơi hịa tan cả monomer và polymer (dicloetan axeton…) ở đây polymer
vẫn ở dung dịch.Trong trường hợp này cũng tách polymer ra được bằng cách dung
nước kết tủa hay chưng cất tách hết dung môi đi.

 Quá trình trùng hợp trong dung mơi tương đối lâu và tốn nhiều dung mơi nên ít dùng

trong thực tế.
Chương 2: Các chất phụ gia trong nhựa PVC:
2.1 Chất ổn định nhiệt:
2.1.1 Tính chất đặc trưng của PVC:
- PVC dễ bị đổi màu, sự đổi màu này xảy ra do phản ứng phân hủy HCl khỏi phân tử
PVC.
- HC1 đóng vai trị là chất xúc tác trong q trình phân hủy nhiệt PVC, quá trình này
được gọi là khử clo, HC1 cịn là một chất khí ăn mịn. Đây là một tính chất đặc trưng của
PVC lão hóa nhiệt.
- Qúa trình oxy hóa nhiệt là một q trình lão hóa của các mạch PVC dưới tác động của
nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao q trình lão hóa PVC càng xảy ra nhanh.

13


- Bức xạ UV và lực cắt cơ học cũng làm tăng tốc q trình lão hóa PVC.
- Tóm lại, PVC có nhiều tính chất ưu điểm nhưng bên cạnh đó cũng dễ bị lão hóa nhiệt
nên cần phải thêm chất phụ gia để cải thiện tính chất này. Ngồi ra, yêu cầu về điều kiện
gia công, sản phẩm cuối cùng cịn có mặt của chất hóa dẻo, chất bơi trơn, chất hỗ trợ gia
công,…
2.1.2 Cơ chế ổn định nhiệt PVC:
PVC khi gia công ở nhiệt độ cao dễ bị lão hóa tạo các gốc tự do Cl* và khí HCl, khí HCl
này có thể làm xúc tác để q trình lão hóa vì nhiệt của PVC trở nên nhanh hơn nên làm
cho PVC kém ổn định nhiệt hơn. Để ổn định PVC thì phải có các hợp chất có thể trung
hịa được HCl để hạn chế q trình xúc tác phân hủy cũng như các hợp chất có thể phản
ứng với gốc tự do Cl* làm cho các gốc tự do Cl* ổn định hơn. Các hợp chất trên có thể là
muối chì, xà phịng axit hữu cơ, muối phenolic,… chúng chứa các liên kết đôi phản ứng
với các liên kết mạch PVC để tạo ra các phụ trợ diene, phá hủy cấu trúc liên hiệp. Ngoài
ra, các hợp chất này cịn có thể phản ứng với các gốc tự do Cl*, tiêu diệt chúng để ngăn
chặn phản ứng oxy hóa. Ví dụ, thêm chất ổn định nhiệt phenolic có thể ngăn chặn việc

loại bỏ HCl, bởi vì các ion H+ tự do do phenol tạo thành có thể kết hợp với các gốc tự do
phân tử nhựa PVC bị suy thối để hình thành các chất khơng thể phản ứng với O2 và có
hiệu ứng ổn định nhiệt. Tóm lại, mục đích chính của cơ chế này là tiêu diệt các gốc tự do
Cl* bằng cách cho chúng phản ứng với các muối kim loại để các gốc Cl* ổn định hơn,
cũng như trung hòa HCl để giảm sự xúc tác lão hóa tạo HCl làm cho phân tử PVC ổn
định hơn ở nhiệt độ cao.
- Chất ổn định lý tưởng cho PVC nên là một chất đa chức năng hoặc hỗn hợp của một số
vật liệu, có thể đạt được các chức năng sau:
+ Đầu tiên, có thể thay thế các nhóm thế hoạt động và khơng ổn định
+ Thứ hai, hấp thụ và trung hòa HCl được giải phóng trong q trình gia cơng PVC để
loại bỏ sự tự phân hủy HCl
+ Thứ ba, để trung hòa hoặc thụ động sự phân hủy xúc tác của HCl. Các ion kim loại và
các tạp chất có hại khác
14


+ Thứ tư, thông qua một loạt các phản ứng hóa học có thể ngăn chặn sự tăng liên tục của
các liên kết khơng bão hịa, ngăn chặn sự thay đổi màu
+ Thứ năm, bảo vệ chống lại ánh sáng cực tím, tia UV.
- Thơng thường các chất ổn định nhiệt được sử dụng kết hợp với nhau để đạt hiệu quả
nhất định và hiếm khi được sử dụng một mình. Hầu hết trong số đó là bột, một số là hóa
chất độc hại cao. Để sử dụng thuận tiện, ngăn ngừa bụi, giảm các chất độc hại hoặc thay
thế chúng bằng các chất không độc hại, nhiều loại chất ổn định tổng hợp đã được phát
triển trong và ngoài nước trong những năm gần đây. [7]
2.1.3 Các hệ ổn định nhiệt:
2.1.3.1 Ổn định bằng hợp chất vô cơ kim loại:
- Chất ổn định vô cơ kim loại được biết đến và được sử dụng rộng rãi là các hợp chất
chứa chì. Cụ thể như hợp chất chì cacbonat (hay gọi là chì trắng) và hợp chất chì sunfat
(TBLS). TBLS là chất ổn định hiệu quả suốt thời gian dài và có hiệu quả với một tỷ lệ
thích hợp với chế phẩm PVC. Trong q trình gia cơng, các hợp chất ổn định bằng kim

loại phản ứng với PVC giải phóng HCl và tạo thành các muối tương ứng. Hầu hết, trong
các chất ổn định này đa phần đều hòa tan trong nước, do đó làm tăng khả năng hấp thụ
nước của PVC. Chì cacbonat đã được sử dụng để ổn định trong gian đoạn đầu ổn định
PVC và nó vẫn được coi là chất ổn định giá rẻ và hiệu quả mà ở đó vẫn khơng bị ảnh
hưởng do nồng độ của nó.
- Chì cacbonat là một loại bột trắng đậm đặc, có thành phần xấp xỉ với PbCO3.Pb(OH)2,
nhưng với các loại ổn định thương mại thì có tỷ lệ giữa các nhóm cacbonat và hydroxyl
khác nhau, sự khác nhau về tỷ lệ đó làm ảnh hưởng đến hiệu quả của chất ổn định và màu
trắng do hợp chất này tạo ra. Do đó, có thể là một khó khăn khi thay đổi từ nhóm này qua
nhóm kia, phải kiểm tra kĩ lưỡng để xây dựng quy trình gia cơng hiệu quả nhất. Để giảm
nguy cơ độc hại phát sinh trong q trình gia cơng, chì cacbonat thường được sử dụng
dưới dạng tấm cùng với chất hóa dẻo (ví dụ: 7 phần chì trắng : 1 phần chất làm dẻo). Chất
ổn định này được sử dụng ở nồng độ lên tới khoảng 10 phr (phr=100M/875=0.114M,
trong đó M là trọng lượng phân tử) nhưng khi vượt quá 5phr thì hiệu quả của nó là rất
kém. Sự ảnh hưởng này thơng thường xảy ra trong các q trình gia cơng PVC và thể
hiện qua:
+ Ngay khi trong phạm vi nồng độ cho phép (khoảng 2phr), các sản phẩm có độ dày
bất kì đều bị mờ đục và thậm chí các bộ phận có độ dày mỏng cũng bị ảnh hưởng.
15


+ Như tất cả các hợp chất chì, chì cacbonat là độc hại nên thường không được sử dụng
làm bao bì thực phẩm và các ứng dụng về sức khỏe.
+ Khi kết hợp với các hợp chất chứa lưu huỳnh thì tạo thành chì sunfua ảnh hưởng đến
sự thay đổi màu sắc của sản phẩm.
+ Các hợp chất phân hủy để tạo ra CO2 dạng khí trong phạm vi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ
gia công của PVC. Đặc biệt là trong q trình gia cơng PVC, nơi có nhiệt độ của máy
móc cao và nhiệt độ tạo ra do ma sát vì độ nhớt của PVC nóng chảy tương đối cao, dẫn
đến tạo ra các lỗ xốp trong quá trình ép đùn và đúc, đặc biệt đối với các cấu trúc dẻo,
hiện tượng này sẽ bị tăng lên. Ví dụ trong q trình đùn có tốc độ cao của các phần tử

nhỏ, ma sát tăng lên nên nhiệt độ chế phẩm PVC khi gia công tăng theo dẫn đến hiện
tượng hình thành lỗ xốp như trên.
- Để cải thiện được hiện tượng trên thì chất ổn định chì sunfat (TBLS) hiệu quả hơn và
được sử dụng rộng rãi hơn,… Giống như chì cacbonat, TBLS là một loại bột trắng đậm
đặc, có thành phần được chỉ định bởi 3PbO.PbSO4.H2O (có 90.1% PbO) cũng có sẵn dưới
dạng bột nhão, dày với chất hóa dẻo ( ví dụ 4 phần TBLS : 1 phần dẻo). Tuy nhiên, trong
các chế phẩm PVC, một lượng nhỏ chất hóa dẻo được thêm vào trong bột nhão này đã
làm giảm nhiệt độ chảy mềm xuống đến một giá trị không được chấp nhận và thường
phải sử dụng bột khơ thay bột nhão. Ngồi việc ổn định tốt hơn, cho phép xử lí ở nhiệt độ
cao hơn, chì sunfat có hiệu quả rất giống với chì cacbonat, và được sử dụng ở nồng độ
tương đương. Giá thành của chì sunfat đắt hơn so với chì cacbonat nhưng chì sunfat có
tính thương mại hiệu quả hơn cũng như lưu trữ tốt hơn.
- Tiếp theo là chất ốn định chì photphat, một loại bột trắng đậm đặc khác có thành phần
được chỉ định bởi 2PbO.PbHPO3.H2O (có 90.2% PbO) cũng có sẵn dưới dạng bột nhão
dày (ví dụ: 3 phần chì photphat:1 phần chất dẻo). Đặc tính nổi bật của nó là khả năng
chống phân hủy cực kì tốt nên đa phần được sử dụng trong các ứng dụng ngoài trời.
Tương tự như chì cacbonat, chì photphat bị mất mát do hiện tượng tạo khí như chì
cacbonat khi ở nhiệt độ gia cơng tương đối cao, hơn nữa chì photphat có giá thành cao
hơn cả chì sunfat. Trong các ứng dụng ngồi trời của PVC, chì photphat chiếm tỷ lệ lớn
16


hơn, trong các chế phẩm trong suốt thì chủ yếu là chì photphat, các chì photphat dạng
mịn sẽ dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp photpho/chì/oxi mà sau khi đốt
cháy sẽ tiếp tục cháy, chì sunfat đa phần dùng trong các chế phẩm mờ đục.
- Hầu hết các hợp chất khác của oxit chì được sử dụng làm chất ổn định cho PVC về
nhiệt độ, độ mờ đục, độc hại,..nhưng khơng hiệu quả như chì cacbonat, chì sunfat và chì
photpho và khơng được sử dụng rộng rãi. Nhiều loại như chì silicat và orthosilicat khác,
đơi khi kết hợp với silica gel đã được sử dụng để ổn định độ mờ đục và làm cho màng
bọc PVC trở nên khơ, thống hơn. Trong số các muối vơ cơ của các kim loại khác,

Na2CO3 có cơng dụng như chất ổn định không độc hại nhưng không hiệu quả lắm.
Na2HPO4/SiO2, BaSiO2,… cũng được xem là chất ổn định nhưng khơng được phổ biến,
cịn CaCO3 dường như khơng phải là chất ổn định hiệu quả.[8],[9]
Cơ chế phản ứng của chất ổn định chì cacbonat với PVC:
- Như phần trên cũng đã đề cập, chì cacbonat hoặc chì sunfat đều có thành phần chủ yếu
là chì và có mặt một lượng nhỏ của một số loại chất bôi trơn, chất hóa dẻo. Các nhóm
cacboxylate aliphatic hoặc stearate có trong các chất hóa dẻo, phản ứng với hợp chất chì
cacbonat, chì sunfat hay chì phophat để tạo ra các cacboxylate linh động và các muối
tương ứng:
Phương trình hóa học:
2(PbCO3.3Pb(OH)2.PbO + 3C6H4(COOC8H17)2 → 7PbO.3PbC6H4(COO)2 + 6CO2 +
6C8H17OH
Các muối vừa được tạo thành sẽ phản ứng với các gốc tự do clo do sự phân hủy vì nhiệt
của PVC (Cl*) nên các nguyên tử clo trở nên ổn định hơn.
Phương trình hóa học: PbO.PbC6H4(COO)2 + 2Cl* → PbO.PbCl2 + C6H4(COO)2
- Ngoài ra, các gốc tự do cacboxylate este hóa phân tử PVC ở các nhóm thế carbon
methylenic, khi đó H+ do HCl tạo ra được loại bỏ. Do đó, các electron chưa ghép cặp với
gốc CH3* trong các phân tử PVC thì sẽ được ghép với các gốc được tạo ra do quá trình
este hóa này dẫn đến các ngun tử Cl- lân cận CH3(CH2Cl-) được ổn định hơn và ngăn
17


chặn việc tổn thất nguyên tử Cl trong quá trình khử Cl* của PVC khi bị lão hóa vì nhiệt.
- Bên cạnh đó, việc cung cấp chì cacbonat, chì sunfat, chì photphat,… một cách liên tục
nên quá trình ngăn chặn việc mất nguyên tử clo xảy ra liên tục làm cho quá trình khử clo
bị chậm lại nên nguyên tử clo trở nên ổn định hơn vì vậy phân tử PVC cũng ổn định hơn.
- Tuy nhiên, đối với các hợp chất ổn định bằng xà phòng kim loại, Sn(C17H35COO)2 thì
cịn hạn chế một phần vì do các hợp chất này trung tính nên có thể phản ứng với axit
hydro cacbonat nên việc sử dụng các loại chất ổn định đó là khơng lâu dài.
- Phương trình hóa học: nPbO.PbA + 2nHCl → nPbCl2 + PbA + nH2O (A là các

anion hóa trị)
- PVC dưới tác động của nhiệt độ cao tạo ra các gốc tự do Cl*, các gốc tự do này phản
ứng với Pb2+ tạo thành muối.
Phương trình hóa học xảy ra: Pb2+ CO32- + 2Cl* → PbCl2 + CO2
Các phương trình của chì cacbonat, chì stearate,..
PbO.Pb(C17H35COO)2 + 2Cl* → PbO.PbCl2 + 2C17H35COOPbO.C6H4(COO)2 + 2Cl* → PbO.PbCl2 + C6H4(COO)2
2(PbO.PbC6H4(COO)2) + 2HCl → 2PbC6H4(COO)2 + H2O [10]
2.1.3.2 Ổn định bằng hợp chất xà phòng kim loại:
Ổn định bằng kim loại

Kim loại hoạt động mạnh

Kim loại kém hoạt động

Gốc

Stearate, laurate, napthenate Acetate, benzoate, hexoates,
heptoates, maleates, octoates,
phthaiates, salicylate

Chức năng

Sử dụng khá dễ dàng, chủ
yếu dùng để ổn định PVC
một cách hiệu quả

Việc sử dụng khá phức tạp, là
chất bôi trơn hiệu quả, khi ổn
định cần cho hàm ;ượng phù hợp
để tránh hiện tượng bơi trơn q

mức

- Ngồi ra, chì stearate đã từng là chất ổn định phổ biến cho các chế phẩm mờ, nhưng
ngày nay chức năng chính của nó như một chất bơi trơn. Chì stearate là chất ổn định tốt
18


hơn so với các muối chì thơng thường để đạt được mức độ bơi trơn chính xác. Tuy nhiên,
các hợp chất ổn định chì khác như chì phthalate thì hiệu quả ổn định khơng cao và khơng
hiệu quả.
- Chì maleic có hiệu quả rõ rệt khi là chất ổn định chống bức xạ tia cực tím nhưng khơng
giống như chì diphophat, có thể được sử dụng trong các chế phẩm mờ. Trong nhiều dạng
muối chì khác thì hầu như khơng có dạng nào có nhiều phạm vi sử dụng mặc dù có nhiều
nguồn cung cấp. Vì vậy, ổn định bằng hợp chất xà phòng kim loại là thay thế một phần
cho các hợp chất chì.
- Các chất ổn định quan trọng nhất của loại này là sáp của Ba, Cd, Zn, K, Mg.
Cd(C17H35COO)2 có khả năng sản xuất các thành phần nhựa dẻo PVC có màu thấp, độ
trong suốt cao với các điều kiện gia công không quá khắc khe. Tuy nhiên, ở nồng độ có
thể được sử dụng (<1phr) hiệu ứng ổn định không được kéo dài và sự biến màu xảy ra
nhanh chóng khi quá hạn sử dụng.
- Mặt khác, khi sử dụng Cd(C17H35COO)2 làm chất ổn định một mình thì sản phẩm sẽ có
màu vàng và bị thối hóa khá chậm. Nói cách khác Cd(C17H35COO)2là chất ổn định ngắn
hạn khá tốt trong khi Ba(C17H35COO)2là chất ổn định ban đầu kém nhưng là chất ổn định
lâu dài khá tốt.
- Kết hợp cả hai chất ổn định này sẽ cho ra sản phẩm tốt hơn so với chất phụ gia và sự kết
hợp này đã được sử dụng được nhiều năm trước đây. Trong các sự kết hợp đó, có thể thay
thế một kim loại khác với tỷ lệ thay đổi để có phạm vi khá rộng , tỉ lệ tối ưu phụ thuộc
vào bản chất của nhựa thương mại và các thành phần trong chế phẩm được xác định bằng
thử nghiệm và sai sót.
- Các hợp chất Ba/Cd ban đầu là sự kết hợp barium ricinoleate và Cdmium octoate,

nhưng khi chúng liên kết với hợp chất dầu epoxy và photpho hữu cơ chống oxy hóa, do
tương tác giữa ricinoleate và các hợp chất epoxy nên hai hợp chất này khơng tương thích
với nhau. Kết quả là các muối đã bị thay thế bởi các hợp chất Ba/Cd. Ba(C 17H35COO)2

19


thỉnh thoảng là chất ổn định kết hợp với kim loại khác hoặc kết hợp với một lượng kẽm
nhưng chỉ xảy ra trong các ứng dụng đặc biệt.
- Các hợp chất Cd có tính độc hại và kim loại bị giữ lại trong cơ thể ở các tế bào mô nên
hiện tại chúng bị cấm đặc biệt đối với nhiều loại sản phẩm. Các chất ổn định không chứa
Cd đã và đang được phát triển và các hợp chất Ba hiện được sử dụng phổ biến kết hợp
với các hợp chất của các kim loại như Zn, Ca và Pb. Một lượng nhỏ các hợp chất Zn tăng
cường hoạt động ổn định của Ba/Cd và các hợp chất kim loại khác.
- Trong số các loại xà phòng kim loại khác, thường gặp nhất là Ca(C17H35COO)2, chất ổn
định nổi tiếng nhất nhưng hiệu quả không cao, không độc hại cho PVC, Mg(C17H35COO)2
cũng không độc hại. Hai hợp chất này thường được sử dụng với nhau và với một lượng
nhỏ xà phòng kẽm tạo thành một chuỗi tương tự nhưng kém hiệu quả hơn nhiều so với
các hợp chất Ba/Cd và Ba/Cd/Zn. Liti và mangan stearate cũng khơng độc hại nhưng vì
loại này mang lại màu nâu cho sản phẩm nên việc sử dụng cũng bị hạn chế .
- Các hợp chất natri, kali stearate cũng có thể là chất ổn định hoặc chất bơi trơn hợp lí, có
hiệu quả nhưng hiếm khi gặp trong công nghiệp. Mặc dù, nhiều loại xà phịng kim loại
khác (ví dụ: strontium và nhơm stearate) được cung cấp dưới dạng chất ổn định, nhưng
việc sử dụng thương mại thực tế của chúng rất hạn chế trong thập kỉ qua.
2.1.3.3 Ổn định bằng các hợp chất phức kim loại:
- Hầu hết các loại xà phòng kim loại là chất bơi trơn hiệu quả và có khả năng tương thích
hạn chế với PVC, điều này được biểu hiện các phức kim loại phản ứng với HCl làm cho
các mạch phân tử trượt lên nhau. Ngoài ra khi được dùng ổn định PVC thì hàm lượng của
chúng cũng bị hạn chế, vì khi nồng độ cao ảnh hưởng đến giá thành và xảy ra hiện tượng
bôi trơn quá mức. Khi gia công, dưới tác động của nhiệt độ, lực cắt sẽ làm mất mát một

lượng chất ổn định này nên nồng độ của nó phải phù hợp và đáp ứng được các yêu cầu
trên, lựa chọn ổn định bằng các hợp chất phức kim loại sẽ cải thiện được vấn đề trên.
- Các hệ thống ổn định xà phòng Ba, Cd được sử dụng phổ biến và cần phải tìm các chất
ổn định khác khơng hoạt động theo cách này. Kết quả là các phức hợp Ba/Cd và
20


Ba/Cd/Zn như phenat và phenyl hóa được nghiên cứu và có lẽ là chất ổn định sử dụng
phổ biến nhất. Các dạng xà phịng nói chung thường ở dạng bột hoặc chất rắn giống như
sáp thì các chất này ở dạng lỏng. Chủ yếu là phenat và phenat thay thế một mình kết hợp
với muối của các axit hữu cơ aliphenic chuỗi ngắn như benzene ít bơi trơn hơn hẳn so với
muối của chuỗi axit: laurates, stearate với giá tương đối rẻ.
- Nồng độ của các phức Ba/Cd và Ba/Cd/Zn sử dụng để ổn định PVC thì 2-3 phr, nhưng
chúng thường sử dụng cùng với các chất ổn định khác. Đặc biệt là với các hợp chất epoxy
và một loại photpho hữu cơ ít tồn tại hơn. Trong các phức Ba/Cd và Ba/Cd/Zn là các hợp
chất phổ biến nhất. Ca/Mg tương tự Ba/Cd/Zn nhưng ưu điểm hơn là không độc hại
nhưng khả năng ổn định kém hơn mặc dù kết hợp cải tiến của phức hợp K, Ba, Mg, Zn,
… được coi như là các đối tượng để loại bỏ Cd mà vẫn dữ được tính chất ổn định đầy đủ.
2.1.3.4 Các hợp chất hữu cơ:
- Mặc dù các phức Ba/Cd/Zn có thể mamg lại chế phẩm PVC có độ trong suốt cao, ít
độc hại. Nhưng các hợp chất hữu cơ thường vượt trội hơn và được chọn trong đó cải
thiện về độ trong khả năng không bị biến màu và chi phí khơng q cao. Kể cả những
hợp chất hữu cơ rẻ nhất vẫn được đánh giá cao hơn so với hợp chất tương tự Ba/Cd/Zn
- Các chất ổn định này được chia làm 4 loại
+ Butyltin: Được biết đến nhiều nhất là dibutyltin maleate (DBTM) và dibuyltin
dilaurate (DBTL). Các loại khác của chất ổn định này bao gồm dibutyltin
laurate/maleate, tributyltin laurate và dibutyltin diacetate. Là một lớp các hợp chất là
chất ổn định tuyệt vời cho PVC được sử dụng một mình ở nồng độ 2 phr hoặc kết hợp
với các chất ổn định khác. Việc sử dụng của chúng đôi khi liên quan đến các vấn đề chất
bơi trơn. Bởi vì nó cịn có vai trị làm giảm ma sát giữa PVC và bề mặt kim loại của

thiết bị gia công.
+ Loại thứ 2: Gồm các hợp chất dibutyltin kết hợp với các nhóm chức chứa lưu huỳnh .
Chúng thường được gọi là thio-organotin. Là một loại vượt trội hơn các hợp chất
dibutyltin không chứa lưu huỳnh về khả năng ổn định và mức độ trong suốt có thể đạt
21


được khi sử dụng. Tuy nhiên, chúng có mùi khử khó chịu tùy nồng độ kết hợp với PVC.
Chất ổn định butyltin chứa lưu huỳnh phổ biến là mer-captans, mer-capto este,
mercaptoamit, dẫn xuất của mercaptobenzothiozole, xanthates và dithiocarbantutat. Các
hợp chất butyltin nói chung là độc hại nên bị cấm đặc biệt là trong các bao bì thực phẩm,
… một số lượng mobutyltin có nguồn gốc từ axit butyltheostannic đã được phát triển và
được khẳng định là không độc hại nhưng chúng dường như khơng có sẵn.
+ Loại 3: Các hợp chất octyltin, tương tự các hợp chất dibutyltin đã được để thể khắc
phục về vấn đề độc tính; các chất ổn định octyltin phổ biến nhất là dioctyltin laurate,
maleate, dinonylthioglycollate và dioctyltinthioglycollate nhưng chi phí của chúng lại
cao hơn
+ Loại 4: Các hợp chất octyltin khác, đã được cơ quan quản lí thực phẩm và dược phẩm
Hoa Kỳ chấp nhận cho các nguyên liệu đóng gói thực phẩm, bao gồm: di-n-octy cisbutenedioate polymer và di-n-octyltin-S, S’-bis(iso-octyl/mercaptoethanoate),
dimethyltin-S,… đã được coi như là chất ổn định cho đường ống nước uống PVC. Vào
những năm 1970, một loại chất ổn định hữu cơ mới như là este của thiếc đã được giới
thiệu. Đây là các este của axit dialkyltin dipropionic hoặc axit testkyltin propionic,
chúng có hoạt tính tương tự như các hợp chất alkyltin cũ.
=> Hầu hết các loại ổn định như trên đều có chung một cơ chế nhất định là ổn định Cl *
bằng cách làm giảm sự hình thành các gốc Cl* riêng lẻ trong quá trình khử clo ở nhiệt độ
cao. Hay nói cách khác là tăng khả năng chịu nhiệt của PVC. Sự thay đổi về một số thành
phần chỉ là tăng tính thương mại, tính kinh tế, giảm tính độc hại và ổn định hiệu quả hơn,
cịn về bản chất của quá trình ổn định là như nhau.
(RCOO)2Ca + HCl → CaCl2 + 2RCOOH
(RCOO)2Zn + 2PVC_Cl → ZnCl2 + 2PVC-OOCR

ZnCl2 + (RCOO)2Ca → R(COO)2Zn + CaCl2
R(COO)2Zn + 2HCl → ZnCl2 + 2RCOOH [11]

22


Hình 2 .1: Phương trình phản ứng giữ chất ổn định Ca-Zn với phân tử PVC [11]
Dựa vào hai cơ chế phản ứng trên hình trên, ta có thể hiểu là hợp chất Ca-Zn ổn định
PVC bằng cách các ion kim loại Ca2+ , Zn2+ phản ứng với ion Cl- được tạo thành do q
trình khử clo. Bên cạnh đó, chúng còn phản ứng với HCl để giảm xúc tác HCl để ngăn
ngừa q trình khử clo. Từ đó, các nguyên tử clo tạo thành do quá trình khử clo giảm
dần nên chúng được ổn định hơn vì thế làm cho phân tử PVC ổn định.
2.1.3.5 Hợp chất epoxy:
- Có thể nói các hợp chất epoxy là chất ổn định “phụ” cho nhựa PVC vì chúng dường
như khơng hiệu quả khi là chất ổn định riêng lẻ mà chỉ hiệu quả kết hợp với các hợp chất
ổn định khác để tạo ra mức độ ổn định lâu dài và hiệu quả hơn mà Ba/Cd chất ổn định
kết hợp phổ biến.
- Với điều kiện không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác, hiệu quả ổn định của các hợp
chất epoxy thì tăng lên với hàm lượng oxirane lên tới khoảng 9%. Nhiều hợp chất epoxy
lỏng là hóa chất dẻo có hiệu quả hợp lí cho PVC và do đó góp phần vào hàm lượng chất
làm dẻo một mình trong các chế phẩm linh hoạt, thậm chí cịn được sử dụng để ổn định
nên có thể làm giảm nhiệt độ chảy mềm và các hợp chất epoxy rắn khơng hóa dẻo được .
Các hợp chất epoxy thường được làm chất pổn định PVC:
- Các ete glycidly
- Các chất resoreinal, disisobutylphenol, tetraphenolmetane, 1-phenoxy, 2-3
epoxypiopene
- Dầu epoxydised: dầu đậu nành, dầu hạt lanh, dầu thầu dầu

23

- Dẫn xuất của stearin: epoxybutylstearin, epoxyacetoxybutylstearin,
epoxyisobutylocetoxystearin
- Nhựa epoxy
- Trong các loại dầu đậu nành epoxydised, este của epoxy axit và nhựa epoxy là những
chất thường gặp nhất. Hai loại đầu tiên chủ yếu ở chế phẩm dẻo, loại thứ ba khơng hóa
dẻo, nó được mong muốn duy trì nhiệt độ chảy mềm càng cao càng tốt. Mặt khác, đối
với các epoxy ổn định ngoài trời sẽ hiệu quả hơn khi kết hợp với chất ổn định Ba/Cd so
với các chất hữu cơ.
- Các chất ổn định khơng phải có chức năng riêng biệt và làm tăng khả năng hoạt động
của các chất ổn định khác đặc biệt là các chất dựa trên Ba/Cd/Zn thường kết hợp với hợp
chất epoxy .
2.1.3.6 Các hợp chất phosphite:
- Các photpho hữu cơ thường được coi là hoạt động như chất chống oxy hóa, nhưng
cũng có khả năng chúng đóng vai trị là chất thải cho các ion kim loại có thể làm tăng
tốc độ thối hóa.
- Trong số các photphat đã được biết đến thì triphenyl, triolyl, trinonyphenyl,
diphenylisooctyl, diphenylisodecyl, trioctylphophit được biết đến theo hướng thương
mại. Nồng độ photphat hữu cơ sử dụng trong PVC thường khá thấp (0.25-0.5phr).
- Các loại cấu tạo vịng phức và chất chống oxy hóa khác hiếm khi được đặc trưng cụ thể
nhưng các chất chống oxy hóa thuộc loại phenolic đặc biệt phenol 2-4-6 -trisbustituting
và các dẫn xuất diphenylolpropane được sử dụng khá phổ biến. Loại phụ gia này rất hiệu
quả trong việc giảm sự thối hóa của chất hóa dẻo hoạt động ở nhiệt độ tương đối cao.
2.1.3.7 Các hợp chất ổn định khác:
- Ure, urethio và hầu hết các dẫn xuất thay thế của chúng có một số tác dụng ổn định.
Phổ biến và hiệu quả nhất là: diphenylthioure, monophenylure và monophenythioure.
Phenylindole dường như được ưu tiên và lợi thế hơn so với diphenythioure trong chế
24

phẩm. Các hợp chất hữu cơ khác làm chất ổn định với hàm lượng rất thấp: este( đặc biệt
este ethyl) của axit aminocrotronic và aminophenyl sulphones. Hầu hết các hợp chất này
được sử dụng cùng với các chất ổn định khác, nồng độ 0.5-1 phr.
- Gần 20 năm trước antaptony chủ yếu là trimercaptidsantimioy đã được kích thích
100% mặc dù thực tế là chúng được cho tương tự nhưng hiệu quả hơn ở nồng độ thấp
hơn các chất ổn định hữu cơ lỏng, cho đến nay chúng vẫn ít được sử dụng, chúng dường
như khơng có sự kết hợp rõ ràng với các stearate.
2.1.3.8 Ổn định của hợp chất chống lão hóa, tia UV:
- Mặc dù sự ổn định chống phân hủy quang có thể được hỗ trợ bằng phương pháp hóa
học, lọc quang của bức xạ có hại là một phương pháp hiệu quả nhất. Hiệu ứng có thể ở
mức tối đa với bước sóng 310nm được quan sát ở các bước sóng trên 455nm và sàng
lọc bức xạ của các bước sóng dưới giá trị này là cần thiết để có sự ổn định tốt và dường
như là hiệu quả tốt nhất đối với PVC.
- Nhiều chất độc hại, đặc biệt là nếu hữu cơ kết hợp với TiO 2 là chất ổn định tia cực tím
cực hiệu quả. Nồng độ của chì photphat ít nhất là một phần do độ mờ đục của nó.
- Sự phân hủy PVC thường phức tạp bởi các thành phần không phải là polymer. Do đó,
chất hóa dẻo có thể bị phân hủy hoặc bị mất do bay hơi. Các chất mở rộng như paraffin
clo hóa thường rất bất lợi cho sự ổn định với ánh sáng mặt trời, nhưng ở đây chì
photphat có tác dụng rất tốt ngay cả khi so sánh với chì cacbonat.
- Các chất ổn định Ba/Cd được cho là mang lại độ ổn định ánh sáng tốt hơn các hợp chất
hữu cơ và các hợp chất epoxy, nhưng chúng có thể bị suy thối do loại bỏ hoặc tránh các
nhóm khơng ổn định trong polymer thay vì ổn định trực tiếp chống lại bức xạ tia cực
tím.
* Các nhóm ổn định tiếp theo này thơng thường chủ yếu đóng vai trị như các chất bơi
trơn, tuy nhiên vẫn có một vài hợp chất là vừa đóng vai trị như chất bơi trơn vừa đóng
vai trị trong cách nhiệt, ổn định độ mờ, độ trong suốt của sản phẩm, chống tia UV.
Nhưng phần lớn vai trị chính vẫn được coi như là chất bôi trơn.
25