稀土熱穩(wěn)定劑之所以有上述性能是由于稀土離子電子結(jié)構(gòu)所決定。量子化學(xué)指出：稀土離子均有許多空4f、5d空電子能級(jí)（電子軌道）它們作為配位中心離子可接受6~12個(gè)配位體的孤電子對(duì)，同時(shí)它又有較大的離子半徑。因而有可能形成6~12個(gè)鍵能不等的配位鍵，即絡(luò)合鍵。這個(gè)特性使稀土熱穩(wěn)定劑有如下功能：除了能與3個(gè)或4個(gè)HCl分子形成離子鍵以外，還可能吸附若干個(gè)HCl分子形成鍵能不等的絡(luò)合物，這就大大減少了作為熱降解催化劑自由HCl的濃度，從而有效地降低了HCl催化降解反應(yīng)速度；亦可與PVC鏈上不穩(wěn)定的氯原子絡(luò)合，使之有可能趨于穩(wěn)定（以上這些作用在溫度較低時(shí)為明顯，如軟制品中）從而顯示高熱穩(wěn)定效率。當(dāng)然一個(gè)稀土離子極可能同時(shí)與兩個(gè)PVC鏈上的不穩(wěn)定氯原子形成配位鍵，使PVC分子間的作用力得增強(qiáng)，這有利于塑化時(shí)剪切力的傳遞，因而稀土穩(wěn)定劑有促進(jìn)塑化能力；并增強(qiáng)了制品的韌性。同時(shí)亦因此而增加了熔體粘度，造成磨擦熱的增大，使PVC易于分解，亦由于稀土離子易與聚氯乙烯形成絡(luò)合鍵，增大了稀土穩(wěn)定劑及RECl3與PVC的相容性，因而有可能使稀土熱穩(wěn)定劑及參加熱穩(wěn)定化后生成的典型離子化合物RECl3對(duì)PVC的透明度的影響較小。含氧填料與氯原子相似亦有幾個(gè)孤電子對(duì)，作為配位體亦能與稀土離子形成配位鍵，形成絡(luò)合物。（事實(shí)表明La與O2親合力很強(qiáng)，參看有關(guān)書(shū)籍）另一方面稀土離子又與PVC有較強(qiáng)的絡(luò)合力，因而使含氧填料在PVC中相與相的界面不明顯，改善了含氧填料與PVC的相容性，減少因加入填料這種非均相物質(zhì)帶來(lái)的某些相間的缺陷，（這些缺陷造成或一些力學(xué)品質(zhì)下降）這就有可能在不影響力學(xué)性能的前提下，適當(dāng)增加填料的加入量。

    稀土元素的價(jià)電子能級(jí)與其空電子能級(jí)的能級(jí)差比較小。如6S電子能級(jí)為6.0（相對(duì)值）4f電子能級(jí)為6.1，5d電子能級(jí)為6.4（注：6S2，5d1雜化后，能級(jí)應(yīng)比6.4更低）[4]另一方面其離子半徑較大（第六周期元素）核電荷對(duì)電子的束搏力較小，因此它們的電子在外力（光、熱等）作用下，電子較易由基態(tài)越遷到比較高的能級(jí)中，處于激發(fā)態(tài)，然后通過(guò)放出熒光返回基態(tài)，因而稀土熱穩(wěn)定劑能吸收紫外光，提高PVC的耐候性。

    我國(guó)是稀土資源大國(guó)（占總貯量80%）亦是產(chǎn)量大國(guó)，以由于礦型的原因，富集較容易，冶煉成本低；三價(jià)鑭、鈰離子本身無(wú)色、無(wú)毒、亦無(wú)放射性雜質(zhì)，這些因素均為我國(guó)開(kāi)發(fā)稀土熱穩(wěn)定劑提供了得天獨(dú)厚的有利條件，順應(yīng)范圍對(duì)環(huán)保要求日益嚴(yán)峻的形勢(shì)，大力開(kāi)發(fā)無(wú)鉛、無(wú)鎘、低毒稀土熱穩(wěn)定劑是有重要經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。
 

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