Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

2 июля 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

Среди добавок для ПВХ значительное место занимают пластификаторы. Пластификаторы представляют собой объемные органические молекулы, обычно с молекулярной массой 300-600 г / моль, а также несколько полярные для того, чтобы быть совместимыми со структурой ПВХ. Хорошая пластификация предполагает вкрапление молекул пластификатора между цепями ПВХ, нарушение небольшого количества кристалличности исходного ПВХ и внутреннее смазывание (лубрикацию) полимерной смеси. Хотя между пластификатором и полимером нет формальной химической связи, полярное притяжение между ними делает пластифицированный ПВХ прочной физической смесью, которую не легко разделить при нормальном использовании.

Чтобы сделать ПВХ гибким, требуется не менее 15 phr пластификатора. Меньшее количество вызывает антипластизацию и фактически увеличивает жесткость. Пластификаторы можно использовать отдельно или в комбинации, чтобы получить желаемые свойства, такие как прочность на разрыв или гибкость при низких температурах. Молярная масса и физический размер пластификатора и параметры растворимости пластификаторов ПВХ оказывают основное влияние на притяжение диполя и, следовательно, на конечные свойства гибкого соединения. Фталаты и адипаты являются наиболее часто используемыми пластификаторами. Тримеллитаты используются в проводе и кабеле, а также в некоторых других областях, где требуется относительно более высокая рабочая температура. Наиболее распространённые фталаты (сложные эфиры фталевой кислоты, также называемые 1,2-бензолдикарбоновой кислотой) следующие: DOP (DEHP), диоктилфталат (ди-2-этилгексилфталат); DUP, диундецилфталат; DINP, диизононилфталат; DIDP, диизодецилфталат; 6-10P, смесь фталатов с прямой цепью С5, С7 и С9; 711P, смесь фталатов с линейной и разветвленной цепью С6, С8 и С10; 9-11P, смесь фталатов с линейной и разветвленной цепью С8, С9 и С10; DOTP, ди-2-этилгексилтерефталат.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

Далее идут адипаты (сложные эфиры 1,4-бутандикарбоновой кислоты — шестиуглеродной алифатической кислоты), среди них выделим такие соединения, как DIDA, диизодециладипинат; DOA (DEHA), диоктиладипат (ди-2-этилгексиладипат); DBEA, дибутоксиэтиладипат; DBEEA, дибутоксиэтоксиэтиладипат. Еще одна распространенная группа пластификаторов называется азелаты. Это DOZ (DEHZ), (сложные эфиры 1,7-гептандикарбоновой кислоты и девятиуглеродной алифатической кислоты), а также диоктилазелат (ди-2-этилгексилазелат). Наконец, себакаты (сложные эфиры 1,8-октандикарбоновой кислоты — алифатической кислоты с десятью атомами углерода) представлены следующими соединениями: DOS (DEHS), диоктилсебацинат (ди-2-этилгексилсебацинат) и DBES, дибутоксиэтилсебацинат. Среди других пластификаторов отметим тримеллитаты (сложные эфиры 1,2,4-бензолтрикарбоновой кислоты): 8-10-ТМ-Е, смесь тримеллитатов С7 и С9 (плюс след-бисфенол-А), а также глутараты (7050, диалкилдиэфирглутарат) и цитраты: например, ацетилтрибутилцитрат и ацетилтриэтилцитрат. Использование пластификатора варьируется в широких пределах в зависимости от желаемых свойств продукта и колеблется в пределах значений от 15 до 500 phr, но обычно используется 60-100 phr.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

Хорошо известно, что ПВХ является термически нестабильным в качестве чистого полимера, и разработка полезных виниловых продуктов зависела в такой же степени от разработки термостабилизаторов, как и от открытия процесса пластификации. Ранее было известно, что разложение ПВХ сопровождается выделением HCl и что HCl также помогает катализировать дальнейшее разложение. Точно так же в начале было обнаружено, что простое смешивание ПВХ со щелочными материалами, которые поглощают HCl, не дает удовлетворительной стабилизации. Возможно, пакеты добавок, использованные для переработки каучука, были адаптированы к ПВХ так же, как и оборудование для обработки. С этой целью некоторые ранние стабилизаторы состояли из свинцового глета (оксид свинца, используемый в качестве отвердителя для каучука) и силиката натрия (для поглощения HCl). Со временем было обнаружено, что дефектные структуры в ПВХ, возникающие в результате полимеризации между «головными» частями молекул, были причиной нестабильности ПВХ.

В результате, стабилизаторы, которые были признаны наиболее полезными для ПВХ, должны быть такими, которые способны преимущественно связываться с местом дефекта и проводить химические процессы, чтобы предотвратить первоначальную потерю HCl и, таким образом, предотвратить дальнейшее «расстегивание» полимера. В результате на рынке появились более химически активные металлоорганические соединения и некоторые органические вещества. Стабилизаторы, как правило, основаны на металле, который может хелатировать с дефектом типа двойной связи в цепи и переносить нуклеофильный лиганд в цепь для замены лабильного хлора. Материалы, которые могут поглощать HCl, не вызывая катализируемое основанием дегидрогалогенирование, также полезны. Соединения на основе свинца были одними из самых ранних используемых стабилизаторов, но, в частности, для жестких материалов ПВХ их обычно заменяли в США стабилизаторами на основе олова, начиная с конца 1950-х до начала 1960-х годов.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

Сегодня использование свинца снижается также и во всем мире. Свинец использовался для этого применения первоначально из-за очень низкой растворимости хлорида свинца и, таким образом, из-за выдающихся диэлектрических свойств оболочки. Смешанные металлические стабилизаторы объединяют мыла хелатирующих металлов, таких как цинк, которые катализируют реакцию обмена лигандов, с мылами металлов, таких как кальций, которые затем реагируют с хелатирующим металлом, принимая хлорид и пополняя хелатирующие металлические лиганды. Смеси бария / кадмия / цинка, ранее очень распространенные смешанные металлические стабилизаторы, были заменены барием / цинком, чтобы исключить использование кадмия. Стабилизаторы смешанных металлов, такие как те, которые используются в гибких составах, как правило, не использовались для жестких материалов, за исключением стабилизаторов кальция / цинка для некоторых бутылок и листов для пищевых продуктов. В последнее время были разработаны более надежные соединения на основе кальция / цинка для жесткой экструзии, в том числе для труб ПВХ. Противоион для этих металлов обычно представляет собой анион жирной кислоты, такой как гликолят, октоат или стеарат. Кроме прочих полезных свойств эти соединения экологически безопасны.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 5

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад