1. Die synergistische Wirkung von Metallseifen
Entsprechend ihrem Wirkmechanismus bei der Verhinderung des Abbaus von PVC können Metallseifen in zwei Kategorien eingeteilt werden: Die einen absorbieren HCL und verhindern dessen katalytische Wirkung auf die HCL-Entfernungsreaktion. Die repräsentativsten Beispiele sind Bariumseifen und Calciumseifen. Diese Metalle haben eine durchschnittliche thermische Stabilität. Ihre anfängliche Stabilität ist nicht gut, doch bei längerer Hitzeeinwirkung ändert sich ihre Stabilität kaum. Die während des Stabilisierungsprozesses entstehenden Metallchloride haben praktisch keine katalytische Wirkung auf die HCL-Entfernung. Ein anderer Typ absorbiert nicht nur HCL, sondern reagiert auch mit Allylchlorid, um PVC zu stabilisieren. Die repräsentativsten Beispiele sind Zinkseifen und Cadmiumseifen. Diese Metallseifen haben anfänglich gute Färbeeigenschaften, doch bei längerer Hitzeeinwirkung verfärben sie sich stark. Insbesondere Zinkseifen neigen extrem zu schneller Oxidation, was zum sogenannten „Zinkbrand“-Phänomen führt. Dies liegt daran, dass die Chloride CdCl2 und ZnCl2, die während des Stabilisierungsprozesses von Zinkseife und Cadmiumseife entstehen, extrem starke Lewis-Säuren sind und als Katalysatoren für die HCL-Entfernungsreaktion wirken. Aufgrund der oben genannten Eigenschaften ist es sehr schwierig, mit irgendeiner Art von Metallseife allein zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Wenn hochaktive Cadmium- und Zinkseifen in Kombination mit weniger aktivem Barium und Calcium verwendet werden, können sowohl die anfänglichen Färbeeigenschaften als auch die Langzeitstabilität verbessert werden. Wenn beispielsweise Barium in Kombination mit Cadmiumseife verwendet wird, verestert die Cadmiumseife zuerst mit Allylchlorid in PVC-Molekülen, wodurch CdCl2 entsteht, das dann eine doppelte Zersetzungsreaktion mit der Bariumseife durchläuft, wodurch Cadmium regeneriert und CdCl2 unschädlich gemacht wird. Dasselbe Prinzip gilt für Calcium- und Zinkseifen sowie Barium- und Zinkseifen.
2. Die synergistische Wirkung von Phosphiten und Metallseifen
Wenn Phosphitester in Kombination mit Metallseifen verwendet werden, können sie mit Metallchloriden reagieren und deren katalytische Wirkung auf die Entfernung von HCL hemmen, wodurch die thermische Stabilität des Systems verbessert wird.
3. Die synergistische Wirkung der meisten Alkohole und Metallseifen
Die Kombination vieler Alkohole und Metallseifen kann die Permeabilitätsdauer der HCL-Entfernung deutlich verlängern und zudem die Verfärbung des Harzes hemmen. Es wird allgemein angenommen, dass Polyole einen synergistischen Effekt ausüben, indem sie mit Metallchloriden Komplexe bilden und deren katalytische Wirkung auf die Entfernung von HCL hemmen.
4. Die synergistische Wirkung von β-Diketonverbindungen und Metallseifen
β-Diketonverbindungen können über Carboalkylwechselwirkungen mit PVC reagieren und es dadurch stabilisieren, die Reaktionsgeschwindigkeit ist jedoch gering. Bei kombinierter Verwendung mit Systemen wie Calcium/Zink kann die Geschwindigkeit der Stabilisierungsreaktion erheblich erhöht werden. Die Ionisierungspotentialenergie von metallischer Zinkseife ist relativ hoch. Sie reagiert mit Allylchlor unter Veresterung und Stabilisierung von PVC. Als Nebenprodukt dient ZnCl2 als Katalysator für die Entfernung von HCL, und seine Anwesenheit ist schädlich. ZnCl2 ist jedoch auch ein Katalysator für die Carboalkylierung. Die Zugabe von β-Diketonverbindungen nutzt genau diese katalytische Wirkung von ZnCl2 aus und ermöglicht eine schnelle Carboalkylierungsreaktion von Allylchlorid. Der synergistische Effekt von β-Diketonverbindungen mit Barium/Zink ist diesem ähnlich.
5. Synergistische Wirkung von Seltenerdstabilisatoren und Zinkseifen
Seltenerdstabilisatoren selbst verdrängen Allylchlor, verfärben sich PVC-Produkte jedoch bei alleiniger Verwendung gelblich. In Kombination mit Zinkseife entsteht durch die Austauschreaktion zwischen dem während des Stabilisierungsprozesses der Zinkseife entstehenden ZnCl2 und den Seltenerdionen das weniger schädliche ReCl3. Seltene Erden reagieren zudem bevorzugt mit HCL zu chlorierten Hydroxysäuren, was die katalytische Wirkung von ZnCl2 auf die HCL-Entfernung reduziert. Die Kombination der beiden Komponenten führt zu einer besseren Anfangsfärbung und einer deutlich verbesserten Langzeitstabilität.
