一﹑耐热性
热稳定剂的主要作用就是改善其耐热性﹐这也是PVC加工使用热稳定剂的根本原因。
1. 耐热性的概念
（1）] 能改善PVC制品初期着色的性能﹐称为热稳定剂的初期耐热性。能够使PVC制品长时间在高温下保持原来的颜色﹐称为热稳定剂的长期耐热性。长期耐热性和初期耐热性之间没有必然的联系﹐有的热稳定剂初期耐热性一般﹐而长期耐热性较好﹐那么这类热稳定剂属于持效性。有的热稳定剂长期耐热性一般﹐而初期耐热性优异﹐那么这类热稳定剂属于短效性。
（2）]静态耐热性和动态耐热性 静态耐热性是指样品在静态条件下受热处理期间的耐热性﹐所反应的是单纯化学反应的耐热性。PVC的浇注熔融成型和模塑制品的加工过程中就有类似的反应。动态耐热性是指样品受到机械剪切力﹑压力﹑和热的作用下的耐热性﹐所反应的不仅仅有化学反应的耐热性﹐而且包括加工的动态耐热性。
2.各类热稳定剂的热稳定性
从动态耐热性的角度来讲﹐金属皂性能良好﹐但其中也有差的﹐所以经常需要配合使用。铅盐类动态和动态耐热性差别不大﹐必须与润滑剂并用。从静态耐热性和动态耐热性的角度考虑﹐各类稳定剂都有其各自的特点。金属皂的稳定性随金属的种类不同而异﹐碱金属和碱土金属皂等属于长期型﹐初期稳定性不好。如铝﹑钙﹑镁﹑钡等。而锌和镉属于初期性﹐长期稳定性不好。铅皂介于二者之间。金属皂的有机酸根对初期型和长期型无影响。
铅盐有初期着色现象﹐属于长期型。其酸根对耐热性产生较大影响﹐在常用的铅盐产品中﹐亚硫酸盐性能最好﹐硫酸盐次之﹐亚磷酸盐最次。盐基性亚硫酸铅在铅盐中耐热性最好。在有机锡化合物中﹐月桂酸酯类初期耐热性较差﹐长期耐热性良好﹔马来酸酯类初期着色性和长期耐热 性都很好。硫醇酯没有初期着色性﹐而长期耐热性良好。锑类稳定剂初期着色性和长期耐热性均佳﹐性能和有机锡相似﹐但仍然无法与有机锡相比。与硬脂酸钙﹑环氧化合物﹑亚磷酸酯有很好的协同效应。稀土类稳定剂初期耐热性和长期耐热性均可以﹐各种单一稀土类稳定剂之间性能差别不大﹐而混合稀土类性能不如单一品种。环氧化合物﹑多元醇﹑亚磷酸酯是常用的长期型稳定剂。而β-二酮化合物属于短效型﹐对改善长期稳定性也且定的效果﹐多做辅助稳定剂。
3. 热稳定剂之间的协同作用
热稳定性是热稳定剂的最基本性能。一种好的热稳定剂﹐不但要有优良静态耐热性﹐还要有优良的动态耐热性﹔不但要有优良的初期稳定性﹐还要有优良的长期稳定性﹔不但要经得起加工时高温的考验﹐还要经得起塑料长时间使用的考验。所以需要将不同物性的热稳定剂进行复配﹐利用组分间的协同效应﹐满足不同的要求。
（1） 金属皂之间的协同作用 碱金属和碱土金属皂等属于长期型﹐锌和镉属于初期性﹐这些化合物并用不仅能得到良好的耐热性﹐而且能得到良好的耐候性和加工性。
（2）金属皂和β-二酮化合物的协同作用 β-二酮化合物的存在﹐能够极大限度的改善初期着色﹐对于某些结构的β-二酮化合物﹐在降解初期的30分钟内几乎检不出氯离子。
二﹑加工性
热稳定剂对配制好的PVC物料加工性的影响﹐取决于热稳定剂的添加量和热稳定剂体系的具体的化学性质。
（1） 金属皂 在金属皂中﹐铅﹑镉﹑锌皂润滑性好﹐抗混炼扭矩值低﹐凝胶化缓慢﹔镁﹑钙﹑锶﹑钡皂凝胶化性能好﹐抗混炼扭矩值高。锌皂延迟凝胶化。对于相同的金属皂类﹐有机酸根不同﹐加工性也不同。脂肪族羟酸皂模拟芳香族皂类润滑性要好。在脂肪酸根中﹐随着分子链的增长﹐润滑性也相应就也。
（2）铅盐类 铅盐类相对密度大且易凝集﹐在混料时难于分散均匀﹐加工性较差﹐需要金属皂和润滑并用。
（3） 有机锑 有机锑稳定剂润滑性较差﹐通常需要配用大量的润滑剂。
三﹑透明性
1.各类稳定剂的透明性
一般来说﹐有机锡稳定剂透明性最好﹐主要用于透明制品中。其中马来酸锡和硫醇锡是透明性最好的热稳定剂。稀土稳定剂折射率与PVC树脂非常相近﹐因此也具有较好的透明性。在软质透明制品中多使用钡/镉/锌液体复合稳定剂为主﹐要求耐硫污染时多用钡锌稳定剂﹐要求无毒时多用钙/锌金属皂。铅盐类不透明﹐不能用于透明制品中。稳定剂本身的透明性固然重要﹐但稳定剂的兼容性﹑挥发性﹑加工性以及加工操作同样会影响PVC制品的透明性。例如如果在押出的过程中温度过低﹐就会在制品表面出现雾状现象。
2.不透明现象及消除
（1）白化现象 透明PVC制品经弯曲﹑拉伸或水浸﹑户外曝晒会使表面呈现白色浑浊状﹐这种现象称为白化。白化现象可能是由于外力作用使得PVC的密度及分子结构发生了变化﹐或是由于水的作用﹑出汗﹑喷霜而产生的表面现象﹐或者由于光降解而引起的着色以及灰尘的吸咐等多种复杂因素促进的。
1.应力白化 应力白化是PVC制品在受机械外力作用下的白化现象﹐这是由于PVC分子链沿着张力应力方向取向﹐密度变化﹐同时分子间出现空隙﹐形成光散射而呈现出白色。使用铅盐作稳定剂应力白化特别严重。使用有机锡稳定剂可以减少白化。这是因为添加高表面能的稳定剂﹐弥补由分子链取向而产生的空隙﹐可以有效的减少白化现象
2. 水浸白化 将透明PVC制品在水中浸渍一段时间﹐会出现白浊不透明现象﹔而且这种现象是可逆的﹐当彻底干透之后这种浑浊的制品会重新恢复到原来的透明度。这种现象是由于存在容易起水合反应的稳定剂或者稳定剂分解物易起水合作用而造成的。而也有人认为这种现象是由于水的浸渍﹐使稳定剂﹑增塑剂等从PVC中析出造成的﹐水浸白化现象与稳定剂的兼容性及水抽提性有关﹐因此兼容性好﹑水溶性差的的稳定剂对于防止水浸白化应该是有利的。实际使用中发现﹐几乎所有的碱土金属皂的配方﹐特别是钡和钙﹐比较容易出现水浸白化现象﹐含有镉皂和锌皂的配方只会偶尔出现这种现象。有机锡就不会出现水浸白化现象。
3. 曝晒白化 将PVC制品放置在空气中﹐由于大气中的水分﹑二氧化碳﹑二氧化硫和光的作用﹐也会出现白化现象。这与稳定剂的兼容性有关。兼容性好的稳定剂几乎不会出现这种现象﹐而兼容性差的稳定剂如铅盐则极易出现曝晒白化现象。
（2）鱼眼﹑气泡 把透明或半透明的PVC薄片对着光线观察时﹐就会发现在薄片中夹杂着透明或半透明的类似鱼眼的小圆颗粒﹐这就是鱼眼。有时在透明薄片中也存在气泡。鱼眼和气泡都 会影响制品的透明性。一般鱼眼产生的原因大都在树脂本身﹐但如果稳定剂混料不均匀﹐也会产生鱼眼。气泡产生则是由于助剂的挥发分或者是加工性不平衡造成的。可见分散性好﹑挥发性小的稳定剂对于减少鱼眼和气泡是有利的。
四﹑耐候性
在室外长期外用的PVC制品不仅会受日光的作用而引起老化﹐而且会受到风雪雨露﹑昼夜更替﹑季节变化﹑大气污染的影响。通常将这些自然因素综合起来所造成的老化现象称为天候老化。将抵抗天候老化的性质称为耐候性。
1.各类稳定剂的耐候性
铅盐类稳定剂耐候性一般﹐其中亚磷酸盐耐候性最好﹐亚硫酸盐次之﹐硫酸盐最差。金属皂中﹐镉皂耐候性优良﹐锌皂﹑铅皂﹑钡 皂次之﹐钙皂耐候性较差。在复合金属皂中﹐钡皂/镉皂﹑钡皂/镉皂/锌皂耐候性优良﹐钙皂/锌皂较差。有机锡稳定剂中﹐马来酸盐耐候性最好﹐月桂酸盐次之﹐硫酸盐较差。有机锑稳定剂耐候性极差﹐本身要求贮存于不透明的容器内。稀土稳定剂具有抗光老化作用﹐其耐候性能优于铅系稳定剂﹐与有机锡性能相当。
不同类型的稳定剂相互作用﹐由于协同作用﹐可大大改善耐候性。紫外线屏蔽剂和紫外线吸收剂能防止由于紫外线所引起降解﹐与其它热稳定剂体系并用能大大提高配合物的耐候性。在软质PVC透明制品中,钡/镉/环氧化合物/亚磷酸酯组合有最优良的耐候性。在此组合中亚磷酸酯对钡/镉体系的耐候性有特别显著的改善﹐而环氧化合物则主要改善其热稳定性。在软质不透明的制品中﹐亚磷酸或亚硫酸的盐基性铅盐具有良好的耐候性﹐如果在三盐基硫酸铅中添加亚磷酸酯或者镉皂﹐可使其耐候性提高到二盐基亚磷酯铅相同的程度。如果使用钡/镉/环氧化合物/亚磷酸酯稳定体系﹐并辅以紫外线屏蔽剂钛白粉时﹐其耐候性要比二盐基亚磷酯铅还好。在不透明制品中﹐盐基性铅盐具有良好的耐候性。由于铅稳定剂和钛白粉并用时在光的作用下容易变黑﹐所以最好不要采用此组合。铅稳定剂老化时还会出现白化现象﹐与锐钛性钛白粉并用时更为明显。
2.耐候性的测试方法
耐候性的测试方法有自然户外大氯试验﹐加速户外大气老化试验﹑实验室加速老化试验。
