Apa itu plasticizer di PVC?

Polyvinyl chloride (PVC) adalah salah satu plastik yang paling banyak dihasilkan dan serba boleh di dunia. Walau bagaimanapun, dalam bentuk murni, PVC adalah bahan yang tegar dan rapuh. Untuk membuka potensi penuh dan mengembangkan aplikasinya, plasticizers diperbadankan. Plasticizer adalah bahan tambahan, biasanya ester organik yang mendidih tinggi, yang bercampur dengan polimer untuk meningkatkan fleksibiliti, kebolehkerjaan, dan kelanjutannya. Dalam konteks PVC, plasticizers secara asasnya mengubah sifat fizikalnya, menjadikannya lembut, lentur, dan lebih mudah disesuaikan untuk pelbagai produk.

Mekanisme plastikisasi

Inti struktur PVC terdiri daripada rantai polimer panjang. Dalam PVC tegar, rantai ini dikemas dengan ketat dan dipegang bersama oleh daya intermolecular yang kuat, terutamanya interaksi dipole-dipole disebabkan oleh ikatan karbon-klorin kutub. Apabila plasticizer ditambah, molekulnya saling berpotensi di antara rantai polimer PVC ini. Penyisipan ini secara berkesan meningkatkan jumlah bebas dalam matriks polimer dan melemahkan daya intermolecular yang memegang rantai bersama -sama.

Kesan "pelincir" ini membolehkan rantai PVC bergerak lebih bebas melewati satu sama lain pada suhu yang lebih rendah dan dengan daya luaran yang kurang. Akibatnya, suhu peralihan kaca ( $T_g$ ) PVC diturunkan. The $T_g$ adalah suhu di bawah yang polimer menjadi keras dan rapuh, dan di atasnya menjadi lebih banyak karet dan fleksibel. Dengan menurunkan $T_g$ , plasticizers membolehkan PVC kekal fleksibel dan boleh dilaksanakan pada suhu bilik dan juga pada suhu sub-sifar, bergantung kepada jenis dan kepekatan plasticizer.

Fungsi utama dan faedah plastik di PVC

Penambahan plasticizers ke PVC memberikan beberapa manfaat kritikal:

• Peningkatan fleksibiliti dan kelembutan: Ini adalah fungsi yang paling menonjol, yang membolehkan PVC digunakan dalam aplikasi yang memerlukan bendabiliti, seperti kabel, hos, dan filem.

• Proses yang lebih baik: Plasticizers mengurangkan kelikatan cair PVC, menjadikannya lebih mudah untuk diproses semasa penyemperitan, calender, pengacuan suntikan, dan teknik pembuatan lain. Ini diterjemahkan kepada suhu pemprosesan yang lebih rendah dan penggunaan tenaga.

• Peningkatan kelanjutan dan keanjalan: PVC plastik boleh diregangkan dan cacat tanpa pecah, yang penting untuk aplikasi seperti kulit sintetik, kain bersalut, dan tiub perubatan.

• Kekurangan yang dikurangkan: Mereka menghalang bahan dari retak atau menghancurkan di bawah kesan atau pada suhu rendah.

• Ketahanan dan umur panjang: Dengan menyampaikan fleksibiliti, plasticizers boleh menyumbang kepada ketahanan keseluruhan dan jangka hayat produk PVC dalam pelbagai persekitaran.

• Kejelasan dan kemasan permukaan yang lebih baik: Dalam sesetengah kes, plasticizers dapat meningkatkan ketelusan dan estetika permukaan produk PVC.

Jenis plastik yang digunakan dalam PVC

Dari segi sejarah, plasticizers yang paling biasa untuk PVC telah phthalates , terutamanya di- (2-etilhexyl) phthalate (DEHP atau DOP) dan diononyl phthalate (DINP). Walau bagaimanapun, kebimbangan alam sekitar dan kesihatan yang semakin meningkat telah membawa kepada kepelbagaian jenis plasticizer.

Kategori Plasticizers biasa termasuk:

• Phthalates: Walaupun beberapa phthalates berat molekul tinggi (seperti DINP, DIDP, DPHP) masih digunakan secara meluas, penggunaannya dalam aplikasi sensitif tertentu (mis., Mainan, peranti perubatan) adalah terhad atau dihentikan disebabkan oleh kesan kesihatan yang berpotensi.

• Terephthalates: Seperti dioctyl terephthalate (DOTP atau DEHT), sering digunakan sebagai alternatif kepada phthalates, menawarkan prestasi yang sama dengan profil toksikologi yang lebih baik.

• Adipates: Seperti dioctyl adipate (DOA), yang dikenali untuk fleksibiliti suhu rendah yang baik.

• Memangkas: Ini adalah plasticizers berat molekul yang lebih tinggi yang menawarkan kekal yang sangat baik dan turun naik yang rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi suhu tinggi seperti penebat kabel dan kabel.

• Citrates: Selalunya digunakan dalam aplikasi sensitif seperti pembungkusan makanan dan peranti perubatan kerana ketoksikan yang rendah. Contohnya termasuk trietil sitrat (TEC) dan tributyl citrate (TBC).

• Minyak kedelai epoksida (ESBO): Plasticizer berasaskan bio yang juga bertindak sebagai penstabil haba sekunder di PVC.

• Plastik Polimer: Ester berat molekul yang tinggi yang menawarkan ketahanan dan ketahanan yang sangat baik untuk pengekstrakan, menjadikannya sesuai untuk barangan tahan lama dan persekitaran yang menuntut. Walau bagaimanapun, mereka kurang efisien dalam plastik daripada plasticizers monomerik.

• Plasticizers berasaskan bio dan lestari: Kategori baru muncul yang memberi tumpuan kepada sumber yang boleh diperbaharui, didorong oleh kesedaran alam sekitar dan tekanan pengawalseliaan.

Pemilihan plasticizer khusus atau gabungan plasticizers bergantung kepada sifat -sifat yang dikehendaki produk PVC akhir, keadaan pemprosesan, kos, keperluan pengawalseliaan, dan pertimbangan alam sekitar.

Pertimbangan dalam pemilihan dan penggunaan plasticizer

Memilih plasticizer yang tepat untuk aplikasi PVC melibatkan interaksi faktor yang kompleks:

• Kecekapan: Berapa banyak plasticizer diperlukan untuk mencapai tahap fleksibiliti yang dikehendaki?

• Kekal: Sejauh mana plasticizer tinggal di dalam matriks PVC dari masa ke masa, menentang penghijrahan, volatilisasi, atau pengekstrakan? Ini penting untuk prestasi jangka panjang.

• Keserasian: Plasticizer mesti bersesuaian dengan PVC, yang bermaksud ia harus bercampur dengan baik dan tidak "mekar" atau exude dari permukaan.

• Fleksibiliti suhu rendah: Untuk aplikasi luar atau mereka yang berada di iklim sejuk, keupayaan plasticizer untuk mengekalkan fleksibiliti pada suhu rendah adalah kritikal.

• Volatilisasi: Kecenderungan plasticizer untuk menguap dari PVC, yang boleh menyebabkan pengerasan dari masa ke masa.

• Rintangan Migrasi: Keupayaan plasticizer untuk tinggal di dalam PVC dan tidak berhijrah ke dalam bahan -bahan bersebelahan, yang boleh menyebabkan keletihan, pewarnaan, atau pelengkap PVC.

• Rintangan Kimia: Rintangan kepada minyak, gris, dan bahan kimia lain.

• Kemerosotan: Sesetengah plastik boleh menjejaskan ciri -ciri mudah terbakar PVC.

• Ketoksikan dan pematuhan peraturan: Pematuhan kepada peraturan kesihatan dan keselamatan, terutamanya untuk aplikasi yang melibatkan hubungan dengan manusia, makanan, atau air.

• Kos: Daya tahan ekonomi sentiasa menjadi faktor penting dalam aplikasi perindustrian.

Kesimpulannya, plasticizers adalah komponen yang sangat diperlukan dalam kebanyakan formulasi PVC, mengubah polimer yang tegar ke dalam bahan yang sangat serba boleh dan boleh disesuaikan. Pemilihan yang teliti dan penggabungan yang tepat adalah yang paling penting untuk mencapai ciri -ciri prestasi yang dikehendaki dan memastikan panjang umur dan keselamatan produk PVC yang tidak terhitung jumlahnya yang penting untuk kehidupan moden.