廣義地說,凡以改善聚合物熱穩定性能為目的而添加的助劑都可稱為熱穩定劑。熱穩定劑除少量應用于橡膠及其它樹脂加工外,主要用于熱穩定性問題非常突出的pvc加工。因此,通常所言的熱穩定劑專指pvc及pvc共聚物使用的熱穩定劑。

    在pvc的熱降解過程中,幾乎不產生單體,而是生成大量的hcl。pvc的熱降解機理十分復雜,同樣,熱穩定劑的作用機理也非常復雜。綜合目前的研究成果,熱穩定劑的作用可歸納為預防型(中和hcl ,取代不穩定的cl原子和防止自動氧化)和補救型(與pvc中不飽和部位反應,破壞碳正離子)兩種。

    具體如下:

    1.吸收中和hcl,抑制其自動催化作用。這類穩定劑包括鉛鹽類、有機酸金屬皂類、有機錫化合物、環氧化合物、胺類、金屬醇鹽和酚鹽及金屬硫醇鹽等。它們可與hcl反應,抑制pvc脫hcl的反應。

    2.置換pvc分子中不穩定的烯丙基氯原子或叔碳氯原子,抑制脫pvc。如有機錫穩定劑與pvc分子的不穩定氯原了發生配位結合,在配位體中,有機錫與不穩定氯原子發生置換。

    3.與多烯結構發生加成反應,破壞大共軛體系的形成,減少著色。不飽和酸的鹽或酯含有雙鍵,與pvc分子中共軛雙鍵發生雙烯加成反應,從而破壞其共軛結構,抑制變色。

    4.捕捉自由基,阻止氧化反應。如加入酚類熱穩定劑能阻滯脫hcl ,是由于酚給出的h原子自由基能與降解的pvc大分子自由基偶合,形成不能與o2反應的物質,而具有熱穩定作用。這種熱穩定劑可具有一種或兼具幾種作用。

    理想的pvc熱穩定劑應是一種多功能物質,或者是一些材料的混合物,它們能夠實現以下功能:

    1.置換活潑、不穩定的取代基,如連接在叔cl上的cl原子或烯丙基氯,生成穩定的結構；

    2.吸收并中和pvc加工過程中放出的hcl ,消除hcl的自動催化降解作用；

    3.中和或鈍化對降解起催化作用的金屬離子及其它有害雜質；

    4.通過多種形式的化學反應可阻斷不飽和鍵的繼續增長,抑制降解著色；

    5.最好對紫外光有防護屏蔽作用。