将水滑石应用于PVC中,最早是在20世纪70年代。到80年代,日本将水滑石作为热稳定剂添加到PVC中,发现添加了水滑石的PVC样品在°C下的热稳定时间长达8min,而没有添加水滑石的样品其热稳定时间只有2min。从此开始了研究者对水滑石作为热稳定剂的研究热潮。当阴离子粘土中金属离子Ca时,可称为钙铝水滑石。
钙铝水滑石的热稳定作用主要是通过吸收HCl,抑制其对PVC分解的催化作用来实现。钙铝水滑石为层状结构的阴离子黏土,即为氢氧化物层和层间阴离子周期性叠加而成,其层板的氢氧化物和层间阴离子都能对PVC的热降解起到稳定作用。
其层间阴离子如OH,CO32-等或其组合物具有碱性和离子交换功能,可吸收中和PvC降解脱出的HCl,从而提高PVC的热稳定性叫。首先,在PVC发生热降解时,其生成的HCl与钙铝水滑石层板间的CO32-发生反应,被钙铝水滑石吸收,防止其进一步催化PVC脱HC,抑制其老化。
其次,钙铝水滑石的氢氧化物层板含有丰富的OH-,其层间距比水滑石大,达到0.81nm,且比表面积较大,因而其表面羟基能与HCl充分反应。起到吸收HCl,抑制其对脱HCl反应的催化作用,从而有效地抑制了PVC的分解。最后,钙铝水滑石层板的Ca2、A离子可吸收HCl,与之反应热分解。此外,在PVC加工时,复杂的熔融体中,HCl被中和生成的各种金属氯化物吸水后会形成离子态,对PVC的降解脱HC都有或强或弱的催化作用,而钙铝水滑石可以将C1-吸收到其层间,不会吸水形成离子态,从而大大限制了化学活性。
21世纪绿色工业已成为世界工业的发展方向，PVC用稳定剂的无毒化是未来稳定剂发展的必然趋势。原本的重金属稳定剂铅，镉等重金属稳定剂最终将逐步淘汰，具有层状双金属氢氧化物性质的钙铝水滑石类稳定剂作为一类新型PVC热稳定剂以其良好的耐候性，优异的热稳定性，优良的加工性，特别是其无毒环保的特点使其成为少数满足环保要求的热稳定剂种类之一。
