PVCの劣化は主に、加熱と酸素下で分子内の活性塩素原子が分解し、HClが生成されることによって引き起こされます。したがって、PVC熱安定剤は主に、PVC分子中の塩素原子を安定化させ、HClの放出を防止または抑制できる化合物です。R. Gachterらは、熱安定剤の効果を予防的効果と修復的効果に分類しました。前者は、HClを吸収し、不安定な塩素原子を置換し、発火源を除去し、自動酸化を防止する機能を持ちます。後者の修復的効果は、ポリエン構造に付加し、PVC中の不飽和部分と反応し、カルボカチオンを破壊することを目的としています。具体的には以下のとおりです。
（１）PVCから抽出されたHClを吸収し、その自己触媒活性を阻害する。鉛塩、有機酸金属石鹸、有機スズ化合物、エポキシ化合物、アミン、金属アルコキシド、フェノール、金属チオールなどの製品は、いずれもHClと反応してPVCの脱HCl反応を阻害することができる。
Me (RCOO) 2+2HCl MeCl+2RCOOH
（２）PVC分子中のアリルクロリド原子や第三級塩化炭素原子などの不安定因子を置換または除去し、HCl除去の開始点を排除する。有機スズ安定剤のスズ原子がPVC分子の不安定な塩素原子と配位し、有機スズ中の硫黄原子がPVC中の対応する炭素原子と配位すると、配位体の硫黄原子が不安定な塩素原子と置換される。HClが存在すると、配位結合が切断され、疎水性基がPVC分子中の炭素原子と強固に結合するため、HCl除去反応と二重結合形成反応がさらに抑制される。金属石鹸の中では、亜鉛石鹸とポット石鹸が不安定な塩素原子との置換反応が最も速く、バリウム石鹸が最も遅く、カルシウム石鹸はさらに遅く、鉛石鹸はその中間である。同時に、生成された金属塩化物はHCl除去に対して様々な程度の触媒効果を持ち、その強さは以下のとおりである。
ZnCl>CdCl>>BaCl、CaCh>R2SnCl2 (3) は、二重結合および共役二重結合に添加され、ポリエン構造の形成を防ぎ、着色を低減します。不飽和酸塩または錯体は二重結合を有しており、PVC分子とのジエン付加反応を起こし、共有結合構造を破壊して変色を抑制します。さらに、金属石鹸は、塩化アリルを置換する際に二重結合転移を伴い、ポリエン構造に損傷を与え、変色を抑制します。
（４）フリーラジカルを捕捉して自動酸化を防ぐ。フェノール系熱安定剤を添加することでHClの除去を阻止できるのは、フェノールから供給される水素原子フリーラジカルが、劣化したPVC高分子フリーラジカルと結合し、酸素と反応しない物質を形成して熱安定化効果を発揮するためである。この熱安定剤は、１つまたは複数の効果を有する。
投稿日時：2024年3月29日
