Trong bài trước tại đây và tại đây, pg nổ hũ đổi thưởng Chemicals đã giới thiệu tới các bạn tổng quan về phụ gia ngành nhựa: Phụ gia nhựa là gì? Tại sao phải sử dụng phụ gia? Tầm quan trọng của phụ gia cũng như cung cấp thông tin sơ lược về một số phụ gia được sử dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất nhựa.

Trong bài này, chúng ta hãy cùng đi sâu tìm hiểu về Phụ gia ổn định nhiệt – một trong những phụ gia vô cùng quan trọng, không thể thiếu trong quá trình sản xuất các sản phẩm nhựa.

Đầu tiên, chúng ta hãy đi tìm câu trả lời cho câu hỏi: Tại sao sản xuất nhựa phải sử dụng đến phụ gia ổn định nhiệt?

PVC hay còn được biết đến với tên đầy đủ là Polivinyl clorua là loại nhựa có đặc điểm kém bền với nhiệt. Trong quá trình sản xuất những sản phẩm nhựa, PVC cần gia nhiệt để mềm dẻo, dễ xử lý như đùn/đúc/tạo khuôn. Khi PVC được gia nhiệt đến nhiệt độ 170-180ºC, các nguyên tử Clo và Hydro trong các phân tử bị thoát ra, giải phóng HCl. Quá trình phân rã này khiến cho cấu trúc phân tử PVC trở nên không ổn định và bị phá hủy. Biểu hiện rõ ràng của hiện tượng này chính là sự biến đổi về màu sắc. Quá trình này bắt đầu phản ứng ở nhiệt độ 100ºC. Dần dần màu nâu sẽ xuất hiện khi nhiệt độ lên đến 180ºC

Khi đó, để tránh trường hợp các phân tử PVC bị phá hủy, cần bổ sung phụ gia ổn định nhiệt. Chất ổn định nhiệt chúng ta sử dụng lúc này sẽ có tác dụng ngăn chặn sự thoát ra ban đầu của HCl từ PVC, ngăn chặn các phản ứng phá hủy dây chuyền. Đồng thời còn có thể tăng thêm cho PVC khả năng chống chọi với ánh sáng, thời tiết, lão hóa do nhiệt. 

Phân loại phụ gia ổn định nhiệt:

Dựa vào cấu trúc hóa học, chất ổn định nhiệt có thể được chia thành 04 loại: muối chì, muối kim loại hỗn hợp, organotin và chất ổn định nhiệt đặc biệt.

2.2. Muối chì: 

Đây là một trong những chất ổn định nhiệt được sử dụng đầu tiên. 

Muối chì có tính ổn định nhiệt lâu dài, chống thời tiết và cách điện tốt. Tuy nhiên nhược điểm rất lớn của muối chì là độc hại, đồng thời gây ảnh hưởng đến độ trong của sản phẩm, dễ bị sunfua, khả năng tương thích và phân tán kém với polyvinyl clorua. Muối chì không bôi trơn, nên được sử dụng kết hợp với chất bôi trơn xà phòng kim loại. 

Muối chì thường được sử dụng trong sản xuất tấm PVC mờ, ống và dây và áo khoác cáp.

2.2. Muối kim loại hợp chất: 

Hiện nay đây là loại phụ gia ổn định nhiệt phổ biến nhất. 

Muối kim loại hợp chất thường được bán dưới dạng chất lỏng, bột hoặc vảy. Các loại thường được sử dụng là bari-cadmium, bari-canxi-kẽm, bari-kẽm, canxi-kẽm và canxi-magiê-stann-kẽm. 

Các chất ổn định nhiệt này thường được sử dụng kết hợp với các chất bổ trợ hữu cơ (như phốt pho, hợp chất epoxy, polyol và chất chống oxy hóa phenolic) để tạo thành một chất ổn định nhiệt hỗn hợp đáp ứng các yêu cầu của các kỹ thuật chế biến và ứng dụng sản phẩm khác nhau.

2.3. Organotin: 

Những chất ổn định nhiệt này chủ yếu được sử dụng trong các sản phẩm polyvinyl clorua mềm khác nhau đòi hỏi độ trong suốt. 

Các loại thường được sử dụng là este maleate, thiolates và carboxylate. Trong số đó, di-n-octyltin maleate, S, S’-bis (isooctyl thioglycolate) di-n-octyltin có thể được sử dụng như một chất ổn định không độc hại cho các vật liệu đóng gói thực phẩm và dược phẩm.

2.4. Chất ổn định nhiệt đặc biệt: 

Đây là một số hợp chất hữu cơ tinh khiết có tác dụng cụ thể, chẳng hạn như α-phenyl hydrazine, amino crotonate được sử dụng trong polyvinyl clorua trùng hợp kiềm, vật liệu sàn polyvinyl clorua chứa pentaerythritol hoặc dicyandiamide.

Phụ gia ổn định nhiệt nào được đánh giá cao?

Việc lựa chọn chất ổn định nhiệt phụ thuộc vào một số yếu tố bao gồm các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm PVC, yêu cầu quy định cần tuân thủ và chi phí sản xuất.

Hiện nay, yêu cầu về sức khỏe và môi trường ngày càng cao, các sản phẩm nhựa cũng cần phát triển theo xu hướng an toàn. Vì vậy, chất ổn định muối chì do sử dụng một lượng lớn muối chì gây ảnh hưởng đến môi trường, độc hại cho sức khỏe đang bị loại bỏ dần dần một cách tự nguyện trong phạm vi Châu Âu theo các cam kết tự nguyện Vinyl 2010/VinylPlus của ngành sản xuất PVC. 

Thay thế cho muối chì là chất ổn định hỗn hợp canxi/kẽm Ca/Zn hoặc các chất ổn định hữu cơ canxi (Ca). Đây là chất ổn định không độc hại, ngày càng được nhiều người sử dụng và phổ biến. Chất ổn định canxi và kẽm và khả năng tương thích nhựa và chất dẻo, độ trong suốt tốt, không dễ kết tủa, lượng ít, dễ sử dụng. Dần dần, hệ chất ổn định Ca/Zn đã trở nên phổ biến trong các ứng dụng PVC từ trên 25 năm qua. 

Do đặc điểm của chất ổn định canxi/kẽm nên chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng PVC cứng và dẻo. Đây là loại hệ ổn định có thể cung cấp cho sản phẩm độ trong cao, tính chất cơ học và điện tốt, cảm quan tuyệt vời và khả năng chống chịu thời tiết ngoài trời tốt. Kết quả là chất ổn định canxi/kẽm đã được kết hợp trong một loạt các ứng dụng bao gồm đồ chơi, các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, y tế, đóng gói thực phẩm, chai đựng nước uống và cả đường ống nước sinh hoạt.

Những tính năng được phát triển gần đây của chất ổn định canxi/kẽm làm cho nó có thể là phương án kỹ thuật thay thế tiềm năng cho hầu hết các hệ ổn định khác. Tuy nhiên những dạng mới hơn của chất ổn định canxi/kẽm phức tạp và đắt tiền hơn so với chất ổn định truyền thống, do vậy đây cũng là một trở ngại cần phải được tính tới khi sử dụng hệ ổn định này.

Trên đây là những kiến thức tổng quan về phụ gia chất ổn định nhiệt trong công nghiệp sản xuất nhựa, pg nổ hũ đổi thưởng Chemicals hy vọng bài viết này sẽ hữu ích đối với các bạn.

Đừng quên pg nổ hũ đổi thưởng Chemicals chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp các loại hóa chất công nghiệp chất lượng cao, được nhập khẩu với đầy đủ chứng nhận chất lượng sản phẩm.