Co je plastifikátor v PVC?

Polyvinylchlorid (PVC) je jedním z nejrozšířenějších a všestranných plastů na světě. Ve své čisté podobě je však PVC tuhý a křehký materiál. Odemknout svůj plný potenciál a rozšířit jeho aplikace, plasticery jsou začleněny. Plastovi je aditiv, obvykle vysoce vaří-bodový orGanický ester, který je smíchán s polymerem pro zlepšení jeho flexibility, zpracovatelnosti a rozšiřitelnosti. V souvislosti s PVC plastifikátory zásadně transformují své fyzikální vlastnosti, takže je měkké, poddajné a mnohem přizpůsobivější pro obrovský rozsah produktů.

Mechanismus plastifikace

Jádro struktury PVC se skládá z dlouhých polymerních řetězců. V tuhém PVC jsou tyto řetězce pevně zabaleny a drženy pohromadě silnými intermolekulárními silami, především interakcí dipólových dipólů v důsledku vazeb polárního chloru uhlíku. Když je přidán plastifikátor, jeho molekuly se intersperpují mezi těmito polymerními řetězci PVC. Tato inzerce účinně zvyšuje volný objem v polymerní matrici a oslabuje mezimolekulární síly, které drží řetězy pohromadě.

Tento „mazací“ efekt umožňuje řetězcům PVC se při nižších teplotách a méně vnější síly pohybovat volnějším kolem sebe. V důsledku toho teplota přechodu skleněného přechodu ( $T_G$ ) PVC je sníženo. The $T_G$ je teplota, pod kterou se polymer stává tvrdým a křehkým a nad níž se stává gumovější a flexibilnější. Snížením $T_g$ , Falicínéry umožňují PVC zůstat flexibilní a proveditelné při teplotě místnosti a dokonce při teplotách pod nulou, v závislosti na typu a koncentraci změkčovače.

Klíčové funkce a výhody změkčovače v PVC

Přidání změkčovadla do PVC poskytuje několik kritických výhod:

• Zvýšená flexibilita a měkkost: Toto je nejvýznamnější funkce, která umožňuje použití PVC v aplikacích vyžadujících ohýbatelnost, jako jsou kabely, hadice a filmy.

• Vylepšená zpracovatelnost: Brealizátory snižují viskozitu taveniny PVC, což usnadňuje zpracování během vytlačování, kalendářství, vstřikování a dalších výrobních technik. To se promítá do nižší teploty zpracování a spotřebu energie.

• Zvýšená rozšiřitelnost a pružnost: Plastizovaný PVC může být natažen a deformován bez rozbití, což je nezbytné pro aplikace, jako je syntetická kůže, potažené tkaniny a lékařské hadičky.

• Snížená křehkost: Zabraňují prasknutí nebo rozbití materiálu pod nárazem nebo při nízkých teplotách.

• Trvanlivost a dlouhověkost: Předáváním flexibility mohou změkčovače přispět k celkové trvanlivosti a životnosti produktů PVC v různých prostředích.

• Zlepšená čistota a povrchová úprava: V některých případech mohou změkčovače zvýšit průhlednost a povrchovou estetiku produktů PVC.

Typy změkčovadel používaných v PVC

Historicky byly nejběžnější plastifikátory pro PVC ftaláty Obzvláště di- (2-ethylhexyl) ftalát (DEHP nebo DOP) a diisonyl ftalát (DINP). Rostoucí environmentální a zdravotní obavy však vedly k diverzifikaci typů změkčovače.

Mezi běžné kategorie plastifikátorů patří:

• Ftaláty: Zatímco některé ftaláty s vysokou molekulovou hmotností (jako DINP, DIDP, DPHP) jsou stále široce používány, jejich použití v určitých citlivých aplikacích (např. Hračkách, zdravotnických prostředcích) je omezeno nebo postupné z důvodu potenciálních zdravotních účinků.

• Tereftaláty: Jako je dioctyl tereftalát (DOTP nebo Deht), často používaný jako alternativa k ftalátům, nabízí podobný výkon s příznivějším toxikologickým profilem.

• Adipates: Jako je dioctyl adipate (DOA), známý pro dobrou flexibilitu s nízkou teplotou.

• Trimellitace: Jedná se o plastifikátory s vyšší molekulovou hmotností, které nabízejí vynikající trvalost a nízkou těkavost, což je činí vhodnými pro aplikace s vysokou teplotou, jako je izolace drátu a kabelu.

• Citráty: Často se používá v citlivých aplikacích, jako jsou balení potravin a zdravotnické prostředky, díky jejich nízké toxicitě. Příklady zahrnují Triethyl citrát (TEC) a Tributyl citrát (TBC).

• Epoxidovaný sójový olej (ESBO): Bio na bázi plastifikátoru, který také působí jako sekundární stabilizátor tepla v PVC.

• Polymerní změkčovače: Estery s vysokou molekulovou hmotností, které nabízejí vynikající trvalost a odolnost vůči extrakci, což je činí vhodnými pro odolné zboží a náročné prostředí. Jsou však méně efektivní při plastifikování než monomerní změkčovače.

• Bio a udržitelné změkčovače: Vznikající kategorie zaměřená na obnovitelné zdroje, poháněné environmentálním vědomím a regulačními tlaky.

Výběr specifického změkčovače nebo směsi změkčovadla závisí na požadovaných vlastnostech konečného produktu PVC, podmínkách zpracování, nákladů, regulačních požadavcích a environmentálních úvahách.

Úvahy o výběru a používání plastifikátoru

Výběr správného plastifikátoru pro aplikaci PVC zahrnuje komplexní souhru faktorů:

• Účinnost: Kolik plastifikátoru je potřeba k dosažení požadované úrovně flexibility?

• Trvalost: Jak dobře zůstává změkčovadlo v průběhu času v matici PVC, odolává migraci, těkavosti nebo extrakci? To je zásadní pro dlouhodobý výkon.

• Kompatibilita: Plasticérista musí být kompatibilní s PVC, což znamená, že by se měl dobře míchat a ne „květ“ nebo vyzařovat z povrchu.

• Flexibilita nízké teploty: U venkovních aplikací nebo aplikací v chladném podnebí je schopnost plastifikátoru udržovat flexibilitu při nízkých teplotách.

• Volabilizace: Tendence plastova kmitoru odpařuje z PVC, což může v průběhu času vést k kalení.

• Migrační odpor: Schopnost změkčovače zůstat v PVC a nemigrovat do sousedních materiálů, které mohou způsobit lepivost, barvení nebo osvobození PVC.

• Chemický odpor: Odolnost vůči oleji, tukům a jiným chemikáliím.

• Hořlavost: Některá změkčovače mohou ovlivnit vlastnosti hořlavosti PVC.

• Toxicita a dodržování předpisů: Dodržování předpisů o zdraví a bezpečnosti, zejména u aplikací zahrnujících kontakt s lidmi, potravinami nebo vodou.

• Náklady: Ekonomická životaschopnost je vždy významným faktorem v průmyslových aplikacích.

Závěrem lze říci, že plastifikátory jsou nepostradatelnými součástmi ve velké většině formulací PVC, což transformuje ze své podstaty rigidního polymeru na vysoce univerzální a přizpůsobivý materiál. Jejich pečlivé výběr a přesné začlenění jsou prvořadé k dosažení požadovaných výkonových charakteristik a zajištění dlouhověkosti a bezpečnosti nespočetných PVC produktů, které jsou nedílnou součástí moderního života.