W przetwórstwie PVC zużywa się około 70% wszystkich środków pomocniczych. Najliczniejszą grupę stanowią plastyfikatory, a wśród nich najpowszechniej wykorzystywane są estry kwasu ftalowego, czyli ftalany. Niektóre z nich podejrzewane są o negatywny wpływ na organizm człowieka i dlatego podejmowane są inicjatywy mające na celu ograniczenie ich stosowania. Z tego też powodu prowadzone są poszukiwania plastyfikatorów, które zastąpiłyby ftalany w tych zastosowaniach.
Plastyfikatory – największa grupa środków pomocniczych
Rozwój produkcji środków pomocniczych ściśle związany jest ze zużyciem poszczególnych tworzyw polimerowych oraz zapotrzebowaniem rynku na modyfikowane materiały syntetyczne o określonych parametrach jakościowych i użytkowych.
Środki pomocnicze stosowane do tworzyw polimerowych stanowią szeroką grupę różnorodnych substancji, wśród których na szczególną uwagę zasługują plastyfikatory, nie tylko ze względu na duże ich zapotrzebowanie, ale także na stawiane im w ostatnich latach ograniczenia. Cechą, która charakteryzuje PVC i wyróżnia go spośród innych termoplastów, jest możliwość zmiany w szerokim zakresie jego właściwości fizykomechanicznych metodą plastyfikacji, która jest od dawna powszechnie stosowanym sposobem modyfikacji tego polimeru. Obecnie znanych jest ponad 800 różnych zmiękczaczy, z czego ok. 100 ma znaczenie handlowe.
W przetwórstwie PVC zużywa się około 70% wszystkich środków pomocniczych (w tym plastyfikatory).
Z wszystkich dodatków stosowanych w przetwórstwie PVC najliczniejszą grupę stanowią plastyfikatory, bo ich udział w rynku to aż 55% (najpowszechniej stosowanymi są estry kwasu ftalowego – ftalany, których produkcja stanowi 5 mln ton w skali roku).
Przy komponowaniu mieszanek największe znaczenie ma dobór odpowiednich plastyfikatorów, które w głównej mierze decydują o właściwościach, jak i o cenie tworzywa.
Plastyfikator w kompozycji może stanowić od 10% do 60% mieszanki PVC. Ich udział może nawet przekraczać ilość samego tworzywa (ale bardzo rzadko). Niemniej jednak odpowiedniego typu poli(chlorek winylu) oraz dobór pozostałych składników mieszanki ma również określone znaczenie i decydująco wpływa na technologię oraz właściwości finalnego wyrobu.
Plastyfikatory kiedyś a dziś – mechanizm działania
Zmiękczacze zwane często plastyfikatoramistanowią grupę dodatkóww przetwórstwie PVC, która w bardzoistotny sposób modyfikuje właściwościfizyczne tworzyw polimerowych.
Pierwszymi znanymi plastyfikatorami stosowanymi już w starożytności były – woda do zmiękczania gliny oraz oleje do plastyfikacji smoły używanej do uszczelniania łodzi i statków. Na dzień dzisiejszy plastyfikatory stosowane do zmiękczania tworzyw polimerowych są zazwyczaj trudno lotnymi estrami rozpuszczającymi lub częściej spęczniającymi polimer. Ich małocząsteczkowy charakter powoduje rozluźnienie matrycy PVC, cząsteczki zmiękczacza wnikają pomiędzy łańcuchy lub aglomeraty makrocząsteczek polimeru, w wyniku czego siły oddziaływania międzycząsteczkowego zostają zmniejszone a odległości między segmentami łańcuchów w polimerze ulegają zwiększeniu. Tym samym powodują obniżenie temperatury zeszklenia (Tg) tworzywa oraz temperatury płynięcia, co w rezultacie prowadzi do obniżenia temperatur żelowania i przetwórstwa. W przypadku plastyfikacji fizycznej (zewnętrznej) niestety układ polimer-plastyfikator jest niestabilny w dłuższym okresie, następuje migracja plastyfikatora (zjawisko „plate out”) ponieważ cząsteczki plastyfikatora nie są chemicznie związane z łańcuchami makrocząsteczek tworzywa polimerowego… /Marta Lenartowicz, Grażyna Rymarz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowychi Barwników; Oddział Zamiejscowy Farb i Tworzyw w Gliwicach, PlastNews 05’2011/
Aby zaprenumerować kliknij...
