PVC热降解原理探析

PVC的热稳定性很差，在100～150℃明显分解，紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC的分解。PVC的热老化较复杂，一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。

（1）脱氯化氢

PVC在机械剪切力及热、光、氧作用下会迅速在聚合物分子链上脱去活泼的氯原子而产生HCl，同时生成共轭多烯烃结构。

（2）更长链的多烯烃和芳香环的形成(www.xing528.com)

随着降解的进一步进行，烯丙基上的氯原子极不稳定，易脱去，生成更长链的共轭多烯烃，即所谓的 “拉链式”脱氯，同时有少量的C—C键的断裂、环化，产生少量的芳香类化合物。其中分解脱HCl是导致PVC老化的主要原因。关于PVC受热降解放出HCl是一个十分复杂的过程，人们对此也进行过大量研究，但迄今为止，对PVC热降解尚未有完全一致的定论，由于实验条件不同，其结论也有所不同。研究者提出的主要有：热降解脱HCl反应是游离基机理、离子反应机理及单分子机理。研究表明，游离基反应过程随着温度升高而反应程度增大，在高温时分解反应是按游离基机理进行的。实验表明，游离基的产生是来自聚合过程中残留的微量催化剂或由于氧化的作用生成游离基攻击—CH₂—所致。也就是说，在同一配方、同一老化温度和热剪切力共同作用下，PVC有一部分相互缠绕的分子被剪断成小分子形成了游离基。

随着温度的升高，游离基反应所占的比例加大。高温时，游离基反应占据主要地位，使游离基吸引不稳定氯原子旁的氢原子与之结合，继而导致PVC受热分解脱去HCl，生成共轭双键结构，随着共轭双键数目的增加而颜色逐渐变深，直到完全分解。在产品使用的长时间内，PVC的热降解对材料的性能影响很大，加入一些增塑剂可以延迟PVC降解的时间或者增加PVC聚合物体系的塑性，改善制品加工性及柔韧性。