4、熱穩定劑影響PVC透明度的幾個因素

作者認為熱穩定劑對PVC透明度的影響由以下幾個因素所決定。

4.1穩定劑的折射率

熱穩定劑與PVC樹脂的可見光折射率1.52~1.55相同或近似，則PVC制品透明度就較好，反之則透明度就較低。

4.2穩定劑分子(分子團)的線性長度

熱穩定劑分子（或分子團）線性長度小于可見光波長400~735nm折射光較少，透明度較高，反之透明度較低。

4.3熱穩定劑在PVC中的“溶解度”，即相容性

所謂相容性系指兩種或多種物質混合時的相互親和力。相容性好即有可能達到分子級分散。熱穩定劑在熔融狀態下與PVC樹脂相容性好。形不成兩相，也就是沒界面或界面不明顯，折射光較少，PVC制品的透明度較高。液體穩定劑比相應的固體金屬皂在PVC中相容性好，分子線性長度亦較小，因而PVC的透明度較高。

液體有機錫熱穩定劑透明度好，這是因為無論是未參加熱穩定化反應的熱穩定劑本身，還是已參加穩定化反應后生成的R2SnCl2在PVC樹脂中均有很好的相容性。而Ba/Zn、Ba/Cd、Ca/Zn的硬脂酸皂在PVC中有一定的相容性，透光率亦比較高，但因其相容性有限，分子線性長又較大，參加熱穩定化后的生成物是典型的金屬鹽類如CaCl2、BaCl2等，與PVC的相容性較差，因而用量大時因有較多折射光，影響其透光率而變混濁。

相容性極差的三堿式鉛、二堿式亞磷酸鉛，分子團又比較大，因而PVC制品不透明。

5、稀土穩定劑性能及特點的理論分析

5.1稀土熱穩定劑的性能與特點

本文所指稀土熱穩定劑是未經人工復合其它金屬熱穩定劑的純稀土熱穩定劑。

稀土元素鑭、鈰的離子本身無毒、無色，通過選擇適當無毒有機組份可以做成無毒高透明高熱穩定效率耐候性優良的熱穩定劑。

稀土熱穩定劑的特點是具有獨特的“偶聯性”。由于這個特點使其在加工時顯現為具有加工助劑及內潤滑劑的特征，促進樹脂塑化；在成品中顯出優異的抗沖性劑功效，增加PVC韌性，提高制品力學性能；在與含氧填料如CaCO3等作用時，表現為“增容”作用，在不影響力學性能的條件下，可以提高CaCO3的用量。

5.2稀土熱穩定劑性能及特性的理論分析

稀土熱穩定劑之所以有上述性能是由于稀土離子電子結構所決定。量子化學指出：稀土離子均有許多空4f、5d空電子能級（電子軌道）它們作為配位中心離子可接受6~12個配位體的孤電子對，同時它又有較大的離子半徑。因而有可能形成6~12個鍵能不等的配位鍵，即絡合鍵。這個特性使稀土熱穩定劑有如下功能：除了能與3個或4個HCl分子形成離子鍵以外，還可能吸附若干個HCl分子形成鍵能不等的絡合物，這就大大減少了作為熱降解催化劑自由HCl的濃度，從而有效地降低了HCl催化降解反應速度；亦可與PVC鏈上不穩定的氯原子絡合，使之有可能趨于穩定（以上這些作用在溫度較低時為明顯，如軟制品中）從而顯示高熱穩定效率。當然一個稀土離子極可能同時與兩個PVC鏈上的不穩定氯原子形成配位鍵，使PVC分子間的作用力得增強，這有利于塑化時剪切力的傳遞，因而稀土穩定劑有促進塑化能力；并增強了制品的韌性。同時亦因此而增加了熔體粘度，造成磨擦熱的增大，使PVC易于分解，亦由于稀土離子易與聚氯乙烯形成絡合鍵，增大了稀土穩定劑及RECl3與PVC的相容性，因而有可能使稀土熱穩定劑及參加熱穩定化后生成的典型離子化合物RECl3對PVC的透明度的影響較小。含氧填料與氯原子相似亦有幾個孤電子對，作為配位體亦能與稀土離子形成配位鍵，形成絡合物。（事實表明La與O2親合力很強，參看有關書籍）另一方面稀土離子又與PVC有較強的絡合力，因而使含氧填料在PVC中相與相的界面不明顯，改善了含氧填料與PVC的相容性，減少因加入填料這種非均相物質帶來的某些相間的缺陷，（這些缺陷造成或一些力學品質下降）這就有可能在不影響力學性能的前提下，適當增加填料的加入量。

稀土元素的價電子能級與其空電子能級的能級差比較小。如6S電子能級為6.0（相對值）4f電子能級為6.1，5d電子能級為6.4（注：6S2，5d1雜化后，能級應比6.4更低）[4]另一方面其離子半徑較大（第六周期元素）核電荷對電子的束搏力較小，因此它們的電子在外力（光、熱等）作用下，電子較易由基態越遷到比較高的能級中，處于激發態，然后通過放出熒光返回基態，因而稀土熱穩定劑能吸收紫外光，提高PVC的耐候性。

我國是稀土資源大國（占總貯量80%）亦是產量大國，以由于礦型的原因，富集較容易，冶煉成本低；三價鑭、鈰離子本身無色、無毒、亦無放射性雜質，這些因素均為我國開發稀土熱穩定劑提供了得天獨厚的有利條件，順應范圍對環保要求日益嚴峻的形勢，大力開發無鉛、無鎘、低毒稀土熱穩定劑是有重要經濟及社會意義。