PVC'de plastikleştirici nedir?

Polivinil klorür (PVC), dünyanın en çok üretilen ve çok yönlü plastiklerinden biridir. Bununla birlikte, saf haliyle, PVC katı ve kırılGan bir malzemedir. Tam potansiyelinin kilidini açmak ve uyGulamalarını Genişletmek için, plastikleştiriciler dahil edildi. Bir plastikleştirici, esnekliğini, işlenebilirliğini ve genişletilebilirliğini artırmak için bir polimer ile karıştırılan bir katkı maddesidir, tipik olarak yüksek kaynama noktalı bir organik esterdir. PVC bağlamında, plastikleştiriciler fiziksel özelliklerini temel olarak dönüştürerek, çok çeşitli ürünler için yumuşak, esnek ve çok daha uyarlanabilir hale getirir.

Plastikleşme mekanizması

PVC'nin yapısının çekirdeği uzun polimer zincirlerinden oluşur. Rijit PVC'de, bu zincirler, öncelikle polar karbon-klor bağları nedeniyle dipol-dipol etkileşimleri olmak üzere güçlü moleküller arası kuvvetler tarafından sıkıca paketlenir ve bir arada tutulur. Bir plastikleştirici eklendiğinde, molekülleri kendilerini bu PVC polimer zincirleri arasında sergiler. Bu yerleştirme, polimer matris içindeki serbest hacmi etkili bir şekilde arttırır ve zincirleri bir arada tutan moleküller arası kuvvetleri zayıflatır.

Bu "yağlama" etkisi, PVC zincirlerinin daha düşük sıcaklıklarda ve daha az dış kuvvetle birbirlerini daha özgürce hareket etmesini sağlar. Sonuç olarak, cam geçiş sıcaklığı ( $T_g$ ) PVC'nin düşürülür. . $T_g$ bir polimerin sert ve kırılgan hale geldiği ve üstünde daha lastik ve esnek hale geldiği sıcaklıktır. İndirerek $T_g$ , plastikleştiriciler PVC'nin plastikleştiricinin tipine ve konsantrasyonuna bağlı olarak oda sıcaklığında ve hatta sıfırın altındaki sıcaklıklarda esnek ve uygulanabilir kalmasını sağlar.

PVC'de plastikleştiricilerin temel işlevleri ve avantajları

PVC'ye plastikleştiricilerin eklenmesi birkaç kritik fayda sağlar:

• Artan esneklik ve yumuşaklık: Bu, PVC'nin kablolar, hortumlar ve filmler gibi bükülebilirlik gerektiren uygulamalarda kullanılmasına izin veren en belirgin işlevdir.

• Geliştirilmiş İşlenebilirlik: Plastikleştiriciler, PVC'nin eriyik viskozitesini azaltarak ekstrüzyon, takvim, enjeksiyon kalıplama ve diğer üretim teknikleri sırasında işlenmeyi kolaylaştırır. Bu, daha düşük işlem sıcaklıkları ve enerji tüketimi anlamına gelir.

• Geliştirilmiş genişletilebilirlik ve esneklik: Plastikleştirilmiş PVC, sentetik deri, kaplanmış kumaşlar ve tıbbi boru gibi uygulamalar için gerekli olan kırılmadan gerilebilir ve deforme olabilir.

• Azaltılmış kırılganlık: Malzemenin çarpma altında veya düşük sıcaklıklarda çatlamasını veya paramparça olmasını önlerler.

• Dayanıklılık ve uzun ömür: Esneklik sağlayarak, plastikleştiriciler çeşitli ortamlarda PVC ürünlerinin genel dayanıklılığına ve ömrüne katkıda bulunabilir.

• Geliştirilmiş netlik ve yüzey kaplaması: Bazı durumlarda, plastikleştiriciler PVC ürünlerinin şeffaflığını ve yüzey estetiğini artırabilir.

PVC'de kullanılan plastikleştirici türleri

Tarihsel olarak, PVC için en yaygın plastikleştiriciler ftalatlar , özellikle di- (2-etilheksil) ftalat (DEHP veya DOP) ve diisononil ftalat (DINP). Bununla birlikte, artan çevre ve sağlık endişeleri plastikleştirici tiplerinin çeşitlendirilmesine yol açmıştır.

Yaygın plastikleştiriciler kategorileri şunları içerir:

• Ftalatlar: Bazı yüksek moleküler ağırlıklı ftalatlar (DINP, DIDP, DPHP gibi) hala yaygın olarak kullanılırken, bazı hassas uygulamalarda (örneğin, oyuncaklar, tıbbi cihazlar) kullanımları kısıtlanmıştır veya potansiyel sağlık etkileri nedeniyle aşamalı olarak kaldırılmaktadır.

• Tereftalatlar: Genellikle ftalatlara alternatif olarak kullanılan dioctyl tereftalat (DOTP veya DEHT) gibi, daha uygun bir toksikolojik profille benzer performans sunar.

• Yağlar: İyi düşük sıcaklık esnekliği ile bilinen dioctyl adipate (DOA) gibi.

• Trimellitler: Bunlar, mükemmel kalıcılık ve düşük volatilite sunan daha yüksek moleküler ağırlıklı plastikleştiricilerdir, bu da onları tel ve kablo yalıtım gibi yüksek sıcaklık uygulamalarına uygun hale getirir.

• Sitratlar: Genellikle düşük toksisiteleri nedeniyle gıda ambalajı ve tıbbi cihazlar gibi hassas uygulamalarda kullanılır. Örnekler arasında trietil sitrat (TEC) ve tributil sitrat (TBC) bulunur.

• Epoksidize soya fasulyesi yağı (ESBO): PVC'de ikincil bir ısı stabilizatörü olarak da işlev gören biyo bazlı bir plastikleştirici.

• Polimerik plastikleştiriciler: Mükemmel kalıcılık ve ekstraksiyona karşı direnç sağlayan yüksek moleküler ağırlıklı esterler, onları dayanıklı mallar ve zorlu ortamlar için uygun hale getirir. Bununla birlikte, plastikleştirmede monomerik plastikleştiricilere göre daha az verimlidirler.

• Biyo bazlı ve sürdürülebilir plastikleştiriciler: Çevre bilinç ve düzenleyici baskılar tarafından yönlendirilen yenilenebilir kaynaklara odaklanan gelişmekte olan bir kategori.

Spesifik bir plastikleştirici veya plastikleştiricilerin karışımı seçimi, son PVC ürününün istenen özelliklerine, işleme koşulları, maliyet, düzenleyici gereksinimler ve çevresel hususlara bağlıdır.

Plastikleştirici seçimi ve kullanımında hususlar

Bir PVC uygulaması için doğru plastikleştiriciyi seçmek, faktörlerin karmaşık bir etkileşimini içerir:

• Yeterlik: İstenen bir esneklik seviyesine ulaşmak için ne kadar plastikleştirici gereklidir?

• Kalıcılık: Plastikleştirici zamanla PVC matrisinde ne kadar iyi kalır, göç, uçucu hale getirme veya ekstraksiyona direnir? Bu uzun vadeli performans için çok önemlidir.

• Uyumluluk: Plastikleştirici PVC ile uyumlu olmalıdır, yani iyice karışmalı ve "çiçek açmamalı" veya yüzeyden çıkmamalıdır.

• Düşük sıcaklık esnekliği: Açık hava uygulamaları veya soğuk iklimler için, plastikleştiricinin düşük sıcaklıklarda esnekliği koruma yeteneği kritiktir.

• Volatilizasyon: Plastikleştiricinin PVC'den buharlaşma eğilimi, bu da zamanla sertleşmeye yol açabilir.

• Göç direnci: Plastikleştiricinin PVC içinde kalma yeteneği ve bitişik malzemelere göç etmemesi, bu da PVC'nin yapışkanlığına, boyanmasına veya kucaklamaya neden olabilecek.

• Kimyasal Direnç: Yağlara, greslere ve diğer kimyasallara karşı direnç.

• YANGIN: Bazı plastikleştiriciler PVC'nin yanıp sönme özelliklerini etkileyebilir.

• Toksisite ve düzenleyici uyum: Özellikle insanlar, yiyecek veya su ile temas içeren uygulamalar için sağlık ve güvenlik düzenlemelerine bağlılık.

• Maliyet: Ekonomik uygulanabilirlik, endüstriyel uygulamalarda her zaman önemli bir faktördür.

Sonuç olarak, plastikleştiriciler, PVC formülasyonlarının büyük çoğunluğunda vazgeçilmez bileşenlerdir ve doğal olarak sert bir polimeri oldukça çok yönlü ve uyarlanabilir bir malzemeye dönüştürür. Dikkatli seçimleri ve hassas birleşmesi, istenen performans özelliklerine ulaşmak ve modern yaşamın ayrılmaz sayısız PVC ürününün uzun ömürlülüğünü ve güvenliğini sağlamak için çok önemlidir. .