Que sont-ils, à quoi servent-ils et comment choisir les additifs stabilisants?

Il est important de savoir que le PVC pur ne se prête pratiquement à aucune application: pour cette raison, dans les processus de transformation, des additifs sont toujours ajoutés au PVC afin de protéger le polymère pendant le traitement afin d’éviter toute dégradation et d’améliorer également les caractéristiques du produit. le produit résultant en fonction de son utilisation finale.

La formulation du matériau est en effet définie en tenant compte de trois aspects fondamentaux:

– Type de traitement: le matériau doit pouvoir résister aux contraintes et aux températures en cause, être de la bonne forme (mélange à sec, granulés, latex, etc.), être suffisamment stable et posséder des propriétés adaptées au type de traitement;

– Application finale: l’utilisation finale du produit doit être prise en compte: stress, environnements hostiles ou même limitations particulières imposées, par exemple, par contact avec des aliments ou dans le domaine médical;

– coût: aspect toujours important; en fonction de la quantité et du type d’additifs.

Une formulation typique, pour le PVC rigide, comprend de la résine, un stabilisant thermique (évite la dégradation), des aides au processus (amélioration des caractéristiques de la masse fondue et de l’ouvrabilité) et du lubrifiant.

Une base similaire est utilisée pour le PVC plastifié, mais des plastifiants sont ajoutés. Les autres additifs sont les colorants et les charges. Les charges sont insérées principalement pour réduire les quantités de PVC pour un même volume et donc pour réduire les coûts, mais affectent également les propriétés en augmentant la dureté et la rigidité du produit fini.

Un additif ne doit ni s’évaporer lors de la transformation ni s’échapper vers la surface lors de l’utilisation du produit. Cela signifie que l’additif doit avoir une faible pression de vapeur aux températures élevées et ne doit pas précipiter ou cristalliser lors de sa migration depuis la matrice polymère au cours du vieillissement.

Bien que les additifs insolubles, tels que les charges et les pigments, ne provoquent pas ces phénomènes de migration, au contraire, les additifs solubles, tels que les plastifiants à faible poids moléculaire, sont sensibles aux phénomènes de migration, tant pendant la transformation que pendant l’utilisation. , et peut même servir de véhicule pour la migration d’autres additifs présents en plus petites quantités.

Regardons de plus près les stabilisants

Comme on le sait déjà, l’inconvénient majeur de l’utilisation du PVC est son instabilité thermique; en fait, à environ 100 ° C, il subit une dégradation appelée déshydrochloration, ou il libère de l’acide chlorhydrique. Cela provoque un abaissement des propriétés mécaniques et une décoloration.

La transformation du PVC en articles manufacturés nécessite toujours l’ajout de stabilisants thermiques qui évitent et réduisent la propagation de la dégradation thermique due au développement de l’acide chlorhydrique du PVC au cours de la phase de gélification et de traitement.

De plus, ces produits permettent d’améliorer la résistance au soleil, à la chaleur et aux agents atmosphériques du produit. Enfin, les stabilisants ont un impact important sur les propriétés physiques du mélange ainsi que sur le coût de la formule.

Ils sont généralement ajoutés à 1% de PVC et restent fermement ancrés à la matrice polymère.

Le choix du stabilisateur thermique approprié dépend de plusieurs facteurs: les exigences techniques du produit, les réglementations en vigueur et les coûts. Les stabilisants les plus courants sont généralement dispersés dans un co-stabilisant organique, ce qui augmente leurs caractéristiques de stabilisation.

Les principaux stabilisants sont: les stabilisants à l’étain, les stabilisants au cadmium, les stabilisants au plomb, les stabilisants au baryum / zinc, les stabilisants Ca / Zn, les stabilisants organiques.

Stabilisants Ca / Zn

Développés récemment et avec beaucoup de succès, ils se proposent comme substituts valables des stabilisants au plomb, tant sur le plan pratique que sur le plan économique. Leur fonctionnement repose sur les mêmes principes que les stabilisants au plomb, mais contrairement à ceux-ci, ils ne causent pas de problèmes d’environnement ni de problèmes de santé chez l’homme.

Pour améliorer l’efficacité de ces systèmes de stabilisation, d’autres éléments sont parfois ajoutés, tels que des composés à base d’aluminium ou de magnésium. Pour certaines applications, il est nécessaire d’utiliser des co-stabilisants tels que les polyols, l’huile de soja, les antioxydants et les phosphates organiques.

Selon le type de système stabilisant, les produits finaux peuvent être obtenus avec un degré de transparence élevé, de bonnes propriétés mécaniques et électriques, d’excellentes propriétés organoleptiques et un degré élevé d’imperméabilité.

Parallèlement aux stabilisants Ca / Zn, des systèmes calcium-organiques se développent parallèlement aux nombreux aspects positifs: bonne aptitude au traitement, bonne stabilité thermique en raison de l’absence de Zn (dont l’excès pourrait provoquer une dégradation soudaine du produit). les côtés négatifs tels que le ton de couleur de base (tendance au jaune).

Stabilisants organiques

Les stabilisants organiques ne sont pas considérés, à ce jour, comme des stabilisants primaires et, encore moins, comme particulièrement puissants. Certains sont utilisés en raison de leur faible toxicité, d’autres sont utilisés en tant que co-stabilisants en combinaison avec des stabilisants primaires.

Un représentant particulièrement important de cette famille de lubrifiants est l’huile de soja époxydée. L’huile de soja époxydée est composée d’acide stéarique à 10% et d’acide palmitique pour le reste des acides gras polyinsaturés partiellement époxydés.

Il est utilisé dans des formulations en quantités allant de 2 à 5 phr en fonction de la fonction à laquelle il est destiné. En quantité inférieure à 2 pce, il aura une fonction de co-stabilisation, en quantité supérieure, il aura également une fonction de lubrification.

Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien