پلی وینیل کلراید (PVC) یکی از پلیمرهای پرکاربرد در صنایع مختلف از جمله ساختمان، آبرسانی و لوازم خانگی است. این ماده به دلیل پایداری حرارتی پایین، در بسیاری از کاربردها نیاز به استفاده از پایدارکننده‌های حرارتی دارد. PVC در ایران نیز به‌ویژه در پتروشیمی آبادان و بندر امام تولید می‌شود و جایگاه مهمی در صنعت دارد. PVC یک پلاستیک پر مصرف و همچنین دارای فرمولاسیون های متنوع و بعضاً پیچیده است. اجزای ضروری یک کامپاند PVC، پایدارکننده حرارتی ، کمک فرآیند و اصلاح کننده ضربه است. در سایر موارد بخش های دیگر مانند عوامل فوم زا، نرم کننده ها و … باتوجه به نوع کاربری به فرمولاسیون پایه اضافه می شوند. معمولاً مهندسان طراح کامپاندهای PVC از phr به عنوان واحدی برای بیان غلظت اجزای مختلف فرمول استفاده می کنند. در ادامه نکات حائز اهمیت در انتخاب نوع پایدارکننده حرارتی بیان خواهد شد.
چالش‌های حرارتی PVC
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های PVC، ناپایداری حرارتی آن است که در دماهای بالا منجر به تخریب و آزادسازی گازهای سمی مانند HCl می‌شود. این تخریب می‌تواند خواص فیزیکی و مکانیکی ماده را به شدت تحت تأثیر قرار دهد و رنگ آن را به زرد، قهوه‌ای یا حتی سیاه تغییر دهد.
تخریب و تغییر رنگ PVC با افزایش دفعات اکستروژن در صورت اضافه نشدن پایدارکننده حرارتی
پایدارکننده‌های حرارتی: آغاز راهکارها
برای جلوگیری از تخریب حرارتی، از پایدارکننده‌های حرارتی PVC استفاده می‌شود. این مواد، فرآیند آزادسازی گاز HCl را متوقف کرده و پایداری حرارتی ماده را تضمین می‌کنند.
معیارهای انتخاب پایدارکننده حرارتی
- سازگاری با PVC
- غیر سمی بودن
- عدم تأثیر منفی بر خواص فیزیکی و مکانیکی
- زیست‌سازگاری
انواع پایدارکننده‌های حرارتی PVC
1. ترکیبات فلزی
نمک‌های اسیدی آلی حاوی فلزاتی نظیر کلسیم و روی، عملکرد بالایی در پایداری حرارتی PVC دارند.
2. ترکیبات آلی بر پایه قلع
این پایدارکننده‌ها عملکرد قوی در تثبیت حرارتی دارند و با سایر افزودنی‌ها سازگار هستند.
3. سیستم‌های کلسیم-روی
این سیستم‌ها به دلیل سازگاری بالا و استفاده در صنایع غذایی، مورد تأیید استانداردهای جهانی نظیر US-FDA هستند.
 |  |
عوامل مؤثر در انتخاب پایدارکننده حرارتی
- نوع رزین: رزین‌های تولیدی از طریق سوسپانسیون یا امولسیون، پایدارکننده‌های متفاوتی نیاز دارند.
- نرم‌کننده‌ها: پارافین‌های کلرینه‌شده نیاز به پایدارکننده‌های بیشتری دارند.
- فیلرها: افزایش فیلرهایی مانند کلسیم کربنات، میزان پایدارکننده را تغییر می‌دهد.
- پیگمنت‌ها: حضور جاذب‌های UV می‌تواند انتخاب پایدارکننده را پیچیده کند.
پایدارسازی حرارتی PVC از مهم‌ترین اقدامات برای افزایش عمر و کارایی این ماده است. انتخاب دقیق پایدارکننده‌های حرارتی و درک عوامل تأثیرگذار بر آن‌ها، کلید موفقیت در استفاده بهینه از این پلیمر ارزشمند محسوب می‌شود.
