Que sont les stabilisateurs de PVC ?

stabilisateurs PVCLes additifs sont utilisés pour améliorer la stabilité thermique du polychlorure de vinyle (PVC) et de ses copolymères. Pour les plastiques PVC, si la température de transformation dépasse 160 °C, une décomposition thermique se produit avec dégagement de chlorure d'hydrogène (HCl). Si elle n'est pas maîtrisée, cette décomposition thermique s'aggrave, ce qui nuit au développement et aux applications des plastiques PVC.

Des études ont montré que la présence de faibles quantités de sel de plomb, de savon métallique, de phénol, d'amine aromatique et d'autres impuretés dans les plastiques PVC n'affecte pas leur transformation ni leur utilisation, mais permet d'atténuer leur décomposition thermique. Ces études encouragent la mise au point et le développement continu de stabilisants pour PVC.

Les stabilisants PVC courants comprennent les stabilisants organostanniques, les stabilisants à base de sels métalliques et les stabilisants à base de sels inorganiques. Les stabilisants organostanniques sont largement utilisés dans la fabrication de produits en PVC en raison de leur transparence, de leur bonne résistance aux intempéries et de leur compatibilité. Les stabilisants à base de sels métalliques utilisent généralement des sels de calcium, de zinc ou de baryum, qui offrent une meilleure stabilité thermique. Les stabilisants à base de sels inorganiques, tels que le sulfate de plomb tribasique et le phosphite de plomb dibasique, présentent une thermostabilité à long terme et une bonne isolation électrique. Le choix d'un stabilisant PVC adapté doit tenir compte des conditions d'utilisation des produits en PVC et des propriétés de stabilité requises. Différents stabilisants affectent les performances physiques et chimiques des produits en PVC ; une formulation et des tests rigoureux sont donc nécessaires pour garantir leur adéquation. Vous trouverez ci-dessous une présentation détaillée et une comparaison des différents stabilisants PVC :

Stabilisant organostannique :Les stabilisants organostanniques sont les stabilisants les plus efficaces pour les produits en PVC. Leurs composés sont les produits de réaction d'oxydes ou de chlorures organostanniques avec des acides ou des esters appropriés.

Les stabilisants organostanniques se divisent en deux catégories : ceux contenant du soufre et ceux qui n’en contiennent pas. Les stabilisants soufrés offrent une stabilité remarquable, mais présentent des inconvénients liés au goût et à la coloration croisée, comme d’autres composés soufrés. Les stabilisants organostanniques non soufrés sont généralement à base d’acide maléique ou d’esters semi-maléiques.stabilisateurs d'étain méthyliquesont moins efficacesstabilisateurs de chaleuravec une meilleure stabilité de la lumière.

Les stabilisants organostanniques sont principalement utilisés dans les emballages alimentaires et autres produits en PVC transparent, comme les tuyaux transparents.

Stabilisateurs de plomb :Les stabilisateurs de plomb typiques comprennent les composés suivants : stéarate de plomb dibasique, sulfate de plomb tribasique hydraté, phtalate de plomb dibasique et phosphate de plomb dibasique.

En tant que stabilisateurs thermiques, les composés de plomb ne détériorent pas les excellentes propriétés électriques, la faible absorption d'eau et la résistance aux intempéries des matériaux en PVC. Cependant,stabilisateurs de plombprésentent des inconvénients tels que :

- Présentant une toxicité ;

- Contamination croisée, notamment par le soufre ;

- Génération de chlorure de plomb, qui formera des stries sur les produits finis ;

- Rapport poids/volume élevé, entraînant un rapport poids/volume insatisfaisant.

- Les stabilisateurs à base de plomb rendent souvent les produits en PVC opaques immédiatement et les font se décolorer rapidement après une exposition prolongée à la chaleur.

Malgré ces inconvénients, les stabilisateurs au plomb restent largement utilisés. Ils sont privilégiés pour l'isolation électrique. Grâce à leur efficacité, de nombreux produits en PVC souple et rigide sont fabriqués, tels que les gaines de câbles, les panneaux rigides opaques en PVC, les tubes rigides, les similicuirs et les injecteurs.

Stabilisateurs à base de sels métalliques : stabilisateurs de sels métalliques mixtesLes stabilisants sont des agrégats de divers composés, généralement conçus en fonction d'applications et d'utilisateurs spécifiques du PVC. Ce type de stabilisant a évolué, passant de l'ajout de succinate de baryum et d'acide palmitique de cadmium seuls au mélange physique de savon de baryum, de savon de cadmium, de savon de zinc et de phosphite organique, avec des antioxydants, des solvants, des agents de charge, des plastifiants, des colorants, des absorbeurs d'UV, des azurants optiques, des agents de contrôle de la viscosité, des lubrifiants et des arômes artificiels. De ce fait, de nombreux facteurs peuvent influencer l'efficacité du stabilisant final.

Les stabilisants métalliques, tels que le baryum, le calcium et le magnésium, ne préservent pas la couleur initiale du PVC, mais lui confèrent une résistance thermique durable. Le PVC ainsi stabilisé est initialement jaune-orangé, puis brunit progressivement et finit par noircir après une exposition prolongée à la chaleur.

Les stabilisants au cadmium et au zinc ont d'abord été utilisés en raison de leur transparence et de leur capacité à préserver la couleur d'origine des produits en PVC. Cependant, leur thermostabilité à long terme est bien inférieure à celle des stabilisants au baryum, qui ont tendance à se dégrader brutalement, souvent sans signes avant-coureurs.

Outre le rapport des métaux, l'effet des stabilisants à base de sels métalliques dépend également de leur composition, qui influence fortement les propriétés suivantes du PVC : lubrification, fluidité, transparence, altération de la couleur des pigments et stabilité thermique. Voici quelques stabilisants métalliques mixtes courants : 2-éthylcaproate, phénolate, benzoate et stéarate.

Les stabilisants à base de sels métalliques sont largement utilisés dans les produits en PVC souple et les produits en PVC souple transparent, tels que les emballages alimentaires, les consommables médicaux et les emballages pharmaceutiques.