Основные способы приготовления и компоненты смеси, влияющие на качество изделий из ПВХ
Эффективность ПВХ, как конструкционного материала, может быть реализована только в результате использования комбинации соответствующих добавок, благодаря чему материал приобретает требуемые свойства.
Качество экструдируемого оконного ПВХ-профиля зависит от ряда взаимосвязанных факторов, в их числе: качество исходного сырья (ПВХ-смола); рецептура смеси (соотношение компонентов: ПВХ-смола и применяемые добавки-аддитивы); конструктивные особенности экстру-дера; технологическая дисциплина и др.
Одним из наиболее тонких технологических вопросов экструзии ПВХ-профиля являются колебания качества исходного сырья в различных партиях поставок, а тем более, переход на исходное сырье другого поставщика.
В настоящее время производители оконного ПВХ-профиля готовят смесь двумя способами:
- ПВХ-смола смешивается с так называемым компаундом «все в одном», в состав которого входят все необходимые аддитивы для стабилизации и переработки ПВХ;
- производят смешение всех компонентов смеси самостоятельно.
При первом способе качество готовой продукции можно изменять в достаточно ограниченном диапазоне, т.к. рецептура смеси определяется соотношением только 2-х компонентов: ПВХ-смолы и компаунда.
При втором способе качество готовой продукции можно изменять в более широком диапазоне, т.к. рецептура смеси определяется соотношением всех компонентов. В этом случае качество смеси в значительной степени определяется квалификацией и опытом химиков-технологов, которые в зависимости от качества исходного сырья принимают решение по рецептуре смеси.
Для повышения эффективности этого процесса на подготовительном этапе отрабатываются типовые рекомендации: для исходного сырья различного качества экспериментально для конкретной экструзионной линии определяют оптимальную рецептуру смеси (оценка производится по характеристикам экструдируемого ПВХ-профиля). В результате имеют набор стандартных решений для конкретных условий. Однако, даже имея типовые рекомендации, следует постоянно контролировать качество экструдируемого ПВХ-профиля, и, при необходимости, корректировать рецептуру смеси. По существу подбор рецептуры смеси производится методом «проб и ошибок», при этом, чем выше квалификация и опыт химиков-технологов, тем меньше отходы ПВХ в процессе перехода на исходное сырье другого поставщика.
При производстве и эксплуатации изделий из поливинилхлорида необходимо решить как минимум две задачи:
- Устранить, либо свести к минимуму, влияние неблагоприятных факторов на ПВХ (деструкция при экструзии, температурные колебания, световая экспозиция, УФ-облучение, окисление на воздухе и т.д.).
- Повысить прочностные свойства, ударопрочность и эластичность. Первую задачу решают, используя стабилизаторы, вторую — применяя модифицирующие добавки.
Все добавки могут поставляться также в виде так называемого all-in-компаун-да («все в одном»), содержащего полный набор компонентов рецептуры.
Стандартные рецептуры для производства оконных ПВХ-профилей | |
Компоненты смеси | Массовая доля |
ПВХ-смола | 100 весовых частей |
Модификаторы | 6-7 весовых частей |
Диоксид титана | 4-5 весовых частей |
«Однопакетный» стабилизатор | 4-6 весовых частей |
Наполнитель (мел) | до 6 весовых частей |
Поливинилхлорид (ПВХ)
Химическая формула [-CH2CHCI-]n. Синтетический полимер, продукт полимеризации мономера винилхлорида; твердое вещество белого цвета. Отличается хорошими механическими и электроизоляционными свойствами, сравнительно невысокой термо- и светостойкостью. На основе поливинилхлорида получают жесткие и мягкие пластмассы, пластизоли, поливинилхлоридное волокно и др.
Степень полимеризации СП — от 100 до 2500.
Плотность — 1,35-1,43 г/см 3 .
Разлагается при температуре в интервале от 110 до 120°С.
Стоек в воде (водопоглощение 0,4-0,6%), серной кислоте H2S04 (90%), азотной кислоте HN03 (50%), соляной кислоте HCI (37%), плавиковой кислоте HF (40%), уксусной кислоте СН3СООН (80%), муравьиной кислоте НСООН, натрия гидроксиде (едком натре) NaOH (60%), маслах, бензине, керосине, перекиси водорода Н202, окислителях.
Относительно стоек в H2S04 (90%) при 60°С, сероуглероде CS2, четыреххлористом углероде (тетрахлорметане) CCI4.
Растворим в диметилформамиде, 1,2-дихлорэтане, тетрагидрофуране, нитробензоле. Негорюч.
В качестве основного компонента смеси для экструзии профилей используют суспензионный ПВХ, который получают в виде мелкого белого порошка (ПВХ-смолы). Не-модифицированные ПВХ-смолы не находят практического применения.
Важнейшие технологические характеристики порошкообразного ПВХ:
- насыпная плотность, г/см ;
- форма и площадь поверхности частиц (чем больше площадь поверхности частиц, тем лучше взаимодействие со стабилизаторами и другими добавками);
- сыпучесть (достаточная сыпучесть необходима для хорошей пластификации);
- коэффициент К — индикатор молекулярной массы (чем выше К, тем более вязким является расплав, тем тверже и жестче получаемый профиль).
Значения К, сыпучести и насыпной плотности указываются в марочном обозначении ПВХ-смолы.
Стабилизаторы
Свинцовые стабилизаторы.
Переработку поливинилхлорида производят при повышенных температурах, в силу чего для предотвращения дегидрохлорирования необходимо вводить термостабилизаторы. Свинцовые стабилизаторы являются старейшей и крупнейшей группой соединений, которые применяются в качестве стабилизаторов ПВХ.
Однокомпонентные свинцовые стабилизаторы:
- трехосновной сульфат свинца;
- двухосновной фосфит свинца;
- двухосновной фтапат свинца;
- двухосновной стеарат свинца;
- нейтральный стеарат свинца.
Эти свинцовые стабилизаторы в состоянии реагировать с HCI с образованием хлорида свинца. В отличие от хлоридов некоторых других металлов, хлорид свинца не оказывает дестабилизирующего действия на ПВХ. Хлорид свинца инертен.
Другим преимуществом основных солей свинца является способность к образованию комплексов, которые необходимы для стабилизации лабильных атомов хлора.
Нейтральный стеарат свинца имеет сильное смазывающее действие и его совместимость с ПВХ высока.
Двухосновной фосфит свинца имеет исключительное светостабилизирующее действие.
Свинецсодержащие («однопакетные») стабилизаторы-компаунды.
Использование в процессе переработки ПВХ «однопакетных» свинецсодержащих систем сделало возможным модифицировать важнейшие параметры процесса. «Однопакетные» стабилизаторы в мало- или непылящей форме объединяют в одном продукте стабилизирующее и смазывающее действие. Они обеспечивают оптимальные потребительские свойства на основе хорошо сбалансированной системы стабилизатор-смазка.
Переход к использованию в процессе переработки ПВХ «однопакетных» свинецсодержащих стабилизаторов-компаундов, сочетающих стабилизирующее и смазывающее действие, позволил оптимизировать технологию и улучшить условия труда персонала.
Достаточная стабилизация надежно обеспечивает устойчивость белого цвета экструдируемого профиля.
Оловоорганические стабилизаторы.
Оловоорганические стабилизаторы относятся к эффективным продуктам для стабилизации ПВХ. Они соединяют в себе хорошую длительную термостабильность с отличной стойкостью цвета. Для изделий с наивысшими требованиями к прозрачности и термостабильности предпочтительно применение оловоорганических термостабилизаторов. Наряду с высокой эффективностью, оловоорганические термостабилизаторы имеют хорошую совместимость с другими составными частями рецептуры.
Оловоорганические стабилизаторы можно разделить на два типа:
- серосодержащие системы — оловоорганические меркаптиды;
- системы, не содержащие серы, — оловоорганические карбоксилаты.
Оловоорганические меркаптиды.
Жидкие меркаптиды октилолова (серосодержащие стабилизаторы на основе октилолова) разрешены к применению во многих странах для нетоксичных упаковок пищевых продуктов, сделанных из жесткого ПВХ. Они обеспечивают отличную прозрачность и термостабильность.
Меркаптиды бутилолова (серосодержащие стабилизаторы на основе бутилолова) являются отличными термостабилизаторами для технического применения.
Оловоорганические карбоксилаты.
Стабилизаторы на основе карбоксилатов октилолова применяются для ПВХ-пленок, полученных экструзией с раздув-кой. Получаемые изделия нетоксичны и не обладают запахом.
Стабилизаторы на основе метилолова применяются при экструзии и литье под давлением, когда предъявляются повышенные требования к термостабильности.
Комбинированные оловоорганические стабилизаторы.
Смеси меркаптидов и карбоксилатов олова могут успешно заменить чистые карбоксилаты. Их предпочтительнее применять для экструзии жестких профилей и литья под давлением.
Кальций-цинксодержащие стабилизаторы.
Экологические соображения и продолжающее совершенствование технологии стабилизации подталкивают многих производителей изделий из ПВХ к использованию кальций-цинковых стабилизаторов.
Твердые кальций-цинксодержащие стабилизаторы.
Рекомендуются при экструзии оконных профилей, нетоксичных изделий, требующих отсутствия кадмия и свинца.
Пастообразные кальций-цинксодержащие стабилизаторы.
Нетоксичные кальций-цинковые стабилизаторы успешно используются в течение длительного времени для изготовления большого разнообразия пластифицированных изделий, разрешенных для пищевых целей, таких как детские игрушки, кровеносные сосуды, мешки, перчатки и упаковочная пленка, полученная раздувкой.
Жидкие кальций-цинксодержащие стабилизаторы.
Жидкие кальций-цинксодержащие стабилизаторы приобретают наиболее широкое распространение для применения в таких областях, как каландрирование или экструзия вместо барий-кадмийсодержащих стабилизаторов.
Кальций-цинковые стабилизаторы на основе стеарата кальция и стеарата цинка поставляются обычно в «пакетной» форме, в соединении с различными состабилизаторами, обеспечивающими хороший термостабилизирующий эффект. Выбор «пакетных» рецептур является ноу-хау различных изготовителей.
Барий-цинксодержащие стабилизаторы.
Жидкие, не содержащие кадмия, стабилизаторы пользуются возрастающим спросом во всем мире на сложившемся высококонкурентном рынке и стали одним из основных классов стабилизаторов, используемых для переработки ПВХ.
Широкий диапазон самосмазывающих жидких барий-цинксодержащих стабилизаторов (как содержащих, так и не содержащих фенол) используется при каландрировании, экструзии, литье под давлением, выдувании пленки полужесткого и пластифицированного ПВХ.
Со-стабилизаторы
Эпоксидные соединения.
Эпоксидные пластификаторы эффективны в качестве нетоксичных со-стабилизаторов, используемых в жестком и пластифицированном ПВХ и других хлорсодержащих полимерах.
Стабилизирующее действие эпоксидных пластификаторов основано на их способности связывать хлористый водород, они оказывают позитивный эффект на долговременную термостабильность, улучшают атмосферостойкость изделий из ПВХ.
Хелаторы.
Добавление фосфитов вместе с металлическими мылами (барий-цинк или кальций-цинк) повышает тепло- и атмосфероустойчивость, а также прозрачность изделий из ПВХ.
Стабилизаторы-киккеры.
Киккеры — стабилизаторы ПВХ, которые катализируют разложение газообра-зователя, заставляя его действовать при более низких температурах.
Смазки
Для нормального протекания процесса производства жестких и пластифицированных ПВХ необходимо тщательно подобрать и рассчитать количество смазки (лубрикантов). Внутренние лубриканты (например, стеараты кальция или свинца) улучшают текучесть расплава ПВХ, внешние лубриканты (стеариновая кислота или воск) предохраняют смесь от прилипания к горячим металлическим частям оборудования.
Добавки, способствующие улучшению эксплуатационных свойств
Служат для повышения погодоустойчивости и стабильности свойств изделий из ПВХ.
Поглотители УФ-лучей.
Поглотители ультрафиолетовых лучей необходимы для повышения светостойкости и атмосферостойкости изделий из жесткого и пластифицированного ПВХ.
Оптические отбеливатели.
Оптические отбеливатели используют для улучшения внешнего вида готовых изделий. Они позволяют производить белые блестящие изделия, улучшать часто слегка желтый цвет изделий из пластиков и повышать блеск окрашенных изделий.
Антистатики.
Поверхностное статическое электричество часто вызывает трудности при последующей обработке и использовании изделий из пластиков. Антистатики предупреждают образование такого статического электричества и снижают его за счет понижения поверхностного сопротивления.
Антиоксиданты.
Антиоксиданты используются в модифицированном жестком ПВХ для улучшения стойкости компонентов материала к окислению. В пластифицированном ПВХ они обуславливают в первую очередь защиту пластификаторов.
Диоксид титана.
Диоксид титана (двуокись титана, химическая формула Ti02 — это экономичный и универсальный пигмент, применяемый как в лакокрасочной промышленности, так и при производстве пластмасс, в т.ч. пластифицированного и непластифицированного ПВХ.
Диоксид титана — обязательный компонент в рецептурах смесей для экструзии ПВХ-профилей. От его качества и количества зависят такие показатели готовой продукции, как цвет, светостойкость и атмосфероустойчивость.
Диоксид титана существует в двух кристаллических структурах (формах): анатазной и рутильной. Эти две формы отличаются плотностью молекулярной структуры и расположением атомов внутри молекулы. Рутильная форма имеет значительно меньшее расстояние между атомами титана и кислорода. Рутильный диоксид титана обладает более высокой укрывистостью по сравнению с анатазным (укрывистость — способность пигмента при равномерном распределении в объеме пластмассы делать невидимой цвет последней).
Пигменты диоксида титана производятся по двум технологическим схемам: сульфатный и хлорный способы. Как анатазная, так и рутильная формы диоксида титана могут быть произведены любым из способов.
Для достижения наилучших результатов необходимо использовать марки диоксида титана с размером частиц от 0,2 до 0,3 мкм, при этом разброс в размере частиц должен быть минимален. В этом случае обеспечивается оптимальное рассеивание световых волн в оптическом диапазоне, что позволяет получать насыщенный белый с голубоватым оттенком цвет профиля.
Желательна обработка поверхности частиц Ti02 оксидами алюминия и кремния. Укрывистость должна быть достаточно высокой. Оптимальная форма для использования в производстве пластмасс — рутильная, полученная по хлорному способу.
Модификаторы
Модификатор ударопрочности.
Эффективным модификатором ударопрочности, повышающим ударную вязкость материала готовых изделий, для ПВХ является сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола.
Модификаторы ударопрочности представлены широкой гаммой продуктов, предназначенных для производства различной продукции: от прозрачных ПВХ до матовых ПВХ с суперударопрочностью, получаемых методами каландрирования, экструзии, выдува из расплава.
Акриловые вспомогательные добавки (модификаторы перерабатываемое TM ).
Основные функции вспомогательных добавок (модификаторов перерабатывае-мости): улучшают плавкость, благодаря их высокой молекулярной массе, продвигают слияние ПВХ, благодаря строению частиц, а также дает более высокую устойчивость на разрыв.
Большой выбор продуктов по молекулярной массе позволяет подобрать их для разного технологического назначения: каландрирование жестких или гибких ПВХ, экструзия листов и профилей, выдувное литье бутылок, термоформирование, инжекторное литье, экструзия жестких вспененных изделий.
Применение данных модификаторов дает возможность адаптироваться к широкому диапазону условий переработки и увеличить выход продукта.
Пластификаторы
Пластификаторы для переработки ПВХ можно разделить на две группы: мономерные и полимерные пластификаторы.
Это вещества, которые вводят в состав полимерных материалов для придания эластичности и пластичности при переработке и эксплуатации. Пластификаторы облегчают диспергирование ингредиентов, снижают температуру технологической обработки композиций, улучшают морозостойкость полимеров. Также могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров.
Выбор пластификатора зависит от требований, предъявляемых к качественным характеристикам готовых изделий.
Наполнители
В качестве наполнителя обычно применяют специально обработанный мел (СаС03). Обработка заключается в покрытии (coating) частиц мела смазывающей пленкой, для чего используют стеариновую кислоту или стеарат кальция. Без этой обработки мел может действовать как абразивный материал, вызывая повышенный износ шнеков и цилиндра экструдера. Обработка частиц с помощью «скользящих» добавок способствует гид-рофобизации их поверхности и хорошей диспергируемости при смешивании.
При увеличении массовой доли наполнителя (мела) в смеси (более 8 весовых частей) необходимо изменение ее рецептуры.
Величина частиц мела не должна превышать 2 мкм.
При повышенных требованиях к глянцу поверхности профиля применяются синтетические наполнители, но они отличаются значительно более высокой стоимостью.
В целом, применение мела дает положительный эффект в отношении удельного веса, скорости охлаждения, жесткости и стоимости экструдируемого профиля, но отрицательный — в отношении износа рабочих органов экструдера и ударной вязкости профиля.
По материалам компаний «Волговятхимснаб», «Еврохим», Kaneca, Elnova, Chemson, «Техно-пласт» и материалам справочных изданий.
Источник
Однопакетный стабилизатор для пвх
Упаковка: мешки полипропиленовые ламинированные по 30 кг.
Условия хранения: хранить в прохладном сухом месте. Не допускать прямого попадания солнечного света.
Рецептуры ПВХ-композиций с комплексным стабилизатором «EUROSTAB PRO-006» разрабатываются нашими специалистами индивидуально для каждого потребителя. При этом учитываются особенности оборудования, требования, предъявляемые к изделиям и условиям производства.
В настоящее время разрабатывается комплексный свинцовый стабилизатор «EUROSTAB PRO-006W» для применения в оконных профилях.
Комплексная технологическая добавка « EUROSTAB PRO-006М»
Описание продукта: Комплексная технологическая добавка включает в себя необходимые для переработки жесткого ПВХ смазки, модификаторы и пигменты. Работает в паре со свинцовым комплексным стабилизатором и позволяет сократить количество порошкообразных компонентов в смеси и оптимизировать процесс приготовления ПВХ-композиции.
Техническая характеристика:
Внешний вид | таблетки |
Цвет | от белого до кремового |
Температура плавления, 0 С | более 80 |
Влажность, % | не более 0,5 |
Применение: «EUROSTAB PRO-006М» предназначен для использования в производстве профильно-погонажных изделий строительного назначения (стеновые панели, вагонка, подоконник, лист, уголки, кабель-каналы и др.).
Рекомендации по рецептуре ПВХ-композиций*
Упаковка: мешки полипропиленовые ламинированные по 25 кг.
Источник
Однопакетный стабилизатор для пвх
Поливинилхлорид (ПВХ) является самой низкозатратной и высокообъемной товарной пластмассой, из всех использующихся в настоящее время благодаря своей универсальности, химическим и механическим свойствам, а также способности воспринимать широкий диапазон различных добавок.
Жесткий ПВХ ценится за свою жесткость при комнатной температуре, низкой цене и устойчивости к воздействию химических веществ за исключением некоторых растворителей, размерную стабильность, простоту сварки и соединения, устойчивость к воздействию атмосферных явлений для хорошо оптимизированных компаундов, возможность обеспечивать прозрачность, огнестойкость и использование при контакте с пищевыми продуктами.
Гибкий ПВХ ценится за универсальность его параметров в зависимости от рецептуры при использовании значительных количеств наполнителей и пластификаторов для оптимизации некоторых параметров, таких как: поведение при низких температурах, огнестойкость, гибкость и твердость, соответствующие эластомерным, низкая цена, электрическая изоляция, простота сварки и соединения, возможность обеспечивать прозрачность, огнестойкость и использование при контакте с пищевыми продуктами.
К сожалению, ПВХ нестабилен при температурах обработки и может быстро деградировать, если не добавлен никакой термостабилизатор. Технологические условия и введенные добавки оказывают сильное влияние на деградацию ПВХ, и его следует компаундировать хотя бы с одним стабилизатором. Использование термостабилизаторов в рецептуре ПВХ необходимо для:
1. предотвращения дегидрохлорирования ПВХ и нейтрализации соляной кислоты, если таковая образуется;
2. предотвращения утраты ПВХ окрашивания (пожелтение, потемнение, почернение. )
3. обработки ПВХ при высоких температурах, а также обеспечения стабилизации материала, необходимой для конечного применения.
Выбор термостабилизатора осуществляется в зависимости от технологических условий, требований к применению (прозрачность, допустимость контакта с пищевыми продуктами, устойчивость к воздействию атмосферных явлений и т. д.), экономических и экологических факторов. На рынке имеется несколько конкурирующих семейств стабилизаторов:
• на основе свинца;
• на основе кальция/цинка;
• на основе бария/цинка;
• оловоорганические;
• из органических материалов.
Стабилизаторы на основе кадмия (бариево/кадмиевые или бариево/кадмиево/цинковые), в целом, сняты с производства.
Реальная ситуация
На приведенном ниже рисунке ‘Удельные доли стабилизаторов на рынке’ представлены удельные доли рынка для различных стабилизаторов для ЕС за 2006 г. Кадмиевые стабилизаторы не представлены на диаграмме, поскольку они сняты с производства.
Рисунок 1: Удельные доли стабилизаторов на рынке
В 2000 г. ESPA (Европейская ассоциация производителей стабилизаторов) и EuPC обязались заменить к 2015 г. в странах ЕС стабилизаторы на основе свинца, с промежуточными показателями в 15% к 2005 г. и с 50%-ным снижением к 2010 г.
Уменьшение доли свинцовых стабилизаторов в 2005 г. на 20% в странах ЕС привело к выполнению промежуточного показателя по Добровольному обязательству о снижении на 15% к 2005 г. Эта работа продолжалась и в 2006 г., когда было достигнуто уменьшение на 21% по сравнению с показателями 2000 г.
Стабилизаторы на основе кадмия были сняты с производства.
В Таблице 1 на основе данных ESPA представлены удельные доли рынка для отдельных стабилизаторов в Европе и изменения за период с 2000 по 2006 гг. Доля кальциевых органических стабилизаторов увеличилась на 50% от доли свинцовых стабилизаторов, а объем оловянных постепенно растет.
2000 г . | 2006 г . | Изменения за 2006/2000 гг. | |
Системы стабилизаторов в тоннах | Тонны | Тонны | % |
Свинцовые стабилизаторы, включая пакеты | 127,156 | 100,129 | -21 |
Кальциевые органические системы стабилизаторов Ca / Zn | 17,579 | 47,895 | +172 |
Жидкие стабилизаторы – Ba / Zn или Ca / Zn | 16,709 | 14,265 | -15 |
Оловянные стабилизаторы | 14,666 | 15,908 | +8 |
Кадмиевые стабилизаторы | Сняты с производства | ||
Итого | 176110 | 178197 | +1 |
Таблица 1. Удельные доли рынка для отдельных стабилизаторов в Европе
Оловянные стабилизаторы используются, в первую очередь, в жестких применениях, включая и те, которые вступают в контакт с пищевыми продуктами. Жидкие стабилизаторы используются при производстве целого ряда гибких применения, каландрированного листа, напольных покрытий и т. д.
Экологические требования подрывают основы рынка
Концентрация стабилизатора может достигать нескольких процентов, например, 8%, что может привести к образованию высокой концентрации тяжелых металлов и прочих химических веществ.
Стабилизаторы подпадают под действие множества нормативных актов, включая REACH (Регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ), RoHS (Ограничение вредных веществ), о предельных нормативах рабочего пространства, об экстрагируемости, о контактах с водой и пищевыми продуктами и т.д. Читателям следует соблюдать осторожность, и самостоятельно тщательно изучить источники по данному вопросу. Высказываемые ниже замечания являются лишь отдельными примерами, и не претендуют на то, чтобы быть исчерпывающими.
Из-за вредной природы стабилизаторов производители должны строго соблюдать предельные нормативы пространства для рабочих мест для того, чтобы свести воздействие к минимуму. Использование веществ или препаратов, которые классифицируются как опасные, подлежит проведению документированной оценки риска, обеспечивающей принятие адекватных мер по управлению воздействием.
Основная угроза исходит от воздействия и проникновения пыли. Существует тенденция использования рецептур, «не содержащих пыли» или «однопакетных», в которых стабилизатор сочетается со смазочными веществами и прочими добавками.
Самые старые и наиболее эффективные системы стабилизаторов производятся на основе тяжелых металлов, которые наносят вред при распространении в окружающей среде:
• Свинец, Pb накапливается в биологических системах, и вызывает изменения поведения, паралич и слепоту.
• Кадмий, Cd при накоплении это токсичный элемент.
Часто запрет сформулирован более или менее ясно, но некоторые постановления сформулированы неточно, такие как Eu RoHS. Директива Европейского союза относительно нового электрического и электронного оборудования вступила в силу 1 июля 2006 г., приводя точные допустимые уровни для некоторых вредных веществ:
• Свинец (Pb), 0.1% или 1000 промилле
• Кадмий (Cd), 0.01% или 100 промилле
• Ртуть (Hg), 0.1% или 1000 промилле
• Шестивалентный хром (Hex-Cr), 0.1% или 1000 промилле.
• Следует отметить, что существует опасность со стороны выщелачивания цинка, особенно, в сточных водах. Некоторые виды водных организмов продемонстрировали чувствительность даже к очень низким концентрациям цинка, и озабоченность по поводу выведения цинка в водные экосистемы за последние годы увеличилась. Так, например, в 1995 г., цинк и производные цинка были включены в список каучуковых химических веществ, подлежащих в первую очередь замене или ограниченному использованию, который составлялся Шведским агентством по защите окружающей среды. В 1995 г. цинк и оксид цинка были включены во второй европейский перечень веществ, исключаемых в первую очередь, уже в Программе оценки рисков для стран ЕС.
• Растворимые соли бария чрезвычайно токсичны при проникновении, а нерастворимые, такие как сульфат бария, могут быть токсичными при вдыхании. Оксид и гидроксид могут вызывать раздражения кожи.
• Неорганические компаунды магния и кальция считаются веществами с низкой токсичностью. Так, например, не существует нормативных предельных концентраций магния или кальция для питьевой воды.
• Как правило, у со-стабилизаторов небольшая острая токсичность.
• Вредность оловянных компаундов для здоровья человека и окружающей среды очень в значительной мере зависит от химического состава компаунда. Например:
• У металлического олова, которое используется для внутреннего покрытия пищевых контейнеров, низкая токсичность.
• Моно- и диалкилолово компаунды не включены в список Приложения I Директивы о вредных веществах (67/548/EEC). В принципе они не должны маркироваться специальными символами или снабжаться указаниями относительно риска и безопасности. Тем не менее, производители должны изучать соответствующую литературу и данные о своих продуктах и классифицировать их в соответствии с ними. Как и любое иное промышленное химическое вещество, оловянные компаунды требуют погрузки/разгрузки достаточно квалифицированным персоналом при соответствующем надзоре.
• Триалкилоловянные компаунды используются как биоцидные добавки при нанесении морских покрытий против водорослей.
При наличии таких разработок в области экологических, токсикологических нормативных актов и стандартов безопасности, свинец и кадмий более или менее запрещены в соответствии с инструкциями по применениям, актами различных стран и директивами, стандартами и прочими постановлениями.
• Стабилизаторы свинца были запрещены к использованию в большинстве применений в Северной Америке и других странах, они заменены, преимущественно, органооловянными стабилизаторами. Европейская ассоциация производителей стабилизаторов (ESPA) установила ориентировочную дату для их полного искоренения на 2015 г.
• Кадмиево-цинковые стабилизаторы в целом заменяются по всему миру кальциево-цинковыми.
• Кальциево-цинковые и бариево-цинковые стабилизаторы хорошо разработаны.
• Оловянные стабилизаторы рассматриваются как достаточно эффективные для использования в целом ряде применений.
• Синергия, образующаяся в результате сочетания стабилизаторов и прочих добавок, принимается в расчет при разработке новых путей.
• Органические материалы являются многообещающими и хорошо развивающимися решениями.
Ретроспективная оценка стабилизаторов на основе свинца
С химической точки зрения системы свинцовых стабилизаторов основаны на компаундах, представленных в таблице 2, но могут добавляться и такие со-стабилизаторы, как фенольные антиоксиданты, и смазочные вещества, такие как парафины, полиэтиленовые воски и эфирные воски.
Компаунд | Свойство |
Двухосновный или нормальный стеарат свинца | Стабилизотор/смазочное вещество |
Трех- или четырехосновный сульфат свинца | Сильный термостабилизатор |
Двухосновный фталат свинца | Сильный термостабилизатор (кабель) |
Двухосновный фосфит свинца | Термо- и светостабилизатор |
Полиосновный фумарат свинца | Очень сильный термостабилизатор (кабель) |
Таблица 2. Примеры стабилизаторов на основе свинца
Традиционно компаунды на основе свинца использовались для стабилизации жестких ПВХ для строительной промышленности и гибких ПВХ для применений в виде электрических проводов и кабелей.
Провода и кабели
При включении в рецептуру соответствующих смазочных веществ, ПВХ со свинцовыми стабилизаторами обладают широким технологическим диапазоном, позволяющим производителю создавать множество изделий из ПВХ на современном перерабатывающем оборудовании, а также на менее сложном оборудовании.
У составов, которые содержат свинцовые стабилизаторы хорошее соотношение затрат и производительности, высокая термическая стабильность, более низкий износ технологического оборудования, они также позволяют осуществлять утилизацию лома для повторного использования.
К сожалению, использование высоких концентраций свинца запрещено или же вызывает полемику.
Свинцовые стабилизаторы могут быть заменены, если не имеется никаких иных ограничений, на кальциево-цинковые мыла или же бариево-цинковые мыла, которые не запрещены директивой RoHS. Если справиться с базой данных SpecialChem, то обнаружится, что около 60% являются кальциево-цинковыми
Следует отметить, что замена запрещенных или находящихся под угрозой стабилизаторов нередко дает потерю стабильности, которую следует компенсировать повышением концентрации новой стабилизирующей системы.
Источник