Os plastificantes referem-se a uma classe de substâncias que podem melhorar a racionalidade dos polímeros. Os plastificantes são usados principalmente para resinas de PVC, e sua quantidade pode representar mais de 98% da quantidade total de plastificantes. A adição de plastificantes pode reduzir a força entre as cadeias moleculares de PVC e reduzir a temperatura de transição vítrea, a temperatura de fluxo e o ponto de fusão dos microcristais contidos nos plásticos de PVC. Os plastificantes podem aumentar a plasticidade da resina e tornar o produto macio e resistente. Bom desempenho em baixas temperaturas.
Quando o plastificante tem menos de 10 partes, a resistência mecânica não é óbvia. Quando cerca de 5 partes do plastificante são adicionadas, a resistência mecânica é maior, que é o chamado fenômeno de anti-plastificação. Em geral, acredita-se que o fenômeno de anti-plastificação é que, após a adição de uma pequena quantidade de plastificante, a mobilidade da cadeia macromolecular aumenta, de modo que as moléculas são ordenadas para produzir o efeito de microcristais. A resistência ao impacto de produtos duros com uma pequena quantidade de plastificante é menor do que sem tempo, mas após aumentar até uma determinada dose, a resistência ao impacto aumentará com o aumento da quantidade, o que atende a lei universal. Além disso, o aumento do plastificante reduzirá a resistência ao calor e a resistência à corrosão do produto. Para cada parte adicional de plastificante, a resistência ao calor de Martin', cairá de 2 para 3. Portanto, produtos rígidos em geral não adicionam plastificantes ou adicionam menos plastificantes. Às vezes, várias partes do plastificante são adicionadas para melhorar a fluidez do processamento. No entanto, produtos macios precisam adicionar uma grande quantidade de plastificante. Quanto maior a quantidade de plastificante, mais macio é o produto.
A quantidade total de plastificante deve ser diferente de acordo com os requisitos de maciez do produto e do uso, processo e ambiente de uso. O processo de calandragem geral produz filme de PVC, e a quantidade total de plastificante é de cerca de 50 partes. O filme soprado é ligeiramente mais baixo, geralmente 45-50 partes.
As principais funções dos plastificantes são as seguintes:
1. Reduza a temperatura de fusão e a viscosidade de fusão do polímero, reduzindo assim sua temperatura de processamento de moldagem;
2. Faça produtos de polímero com maciez, elasticidade e resistência a baixas temperaturas.
O mecanismo de ação do plastificante:
Plastificantes e resinas têm polaridades diferentes e seu mecanismo de ação também é diferente.
1. Efeito de volume Este efeito é principalmente para plastificantes não polares. Seu modo de ação é inserir entre as cadeias moleculares da resina para aumentar a distância entre as moléculas, enfraquecendo assim a força entre as moléculas e reduzindo A viscosidade do fundido aumenta a flexibilidade da cadeia molecular. Quanto mais tais plastificantes são adicionados, maior o efeito de volume, e o efeito de volume do plastificante de estrutura de cadeia longa é maior do que o do plastificante de estrutura cíclica.
2. Efeito de proteção Este efeito é principalmente para plastificantes polares, e seu modo de ação é substituir a atração polar entre as moléculas de polímero pela interação entre plastificantes polares e polímeros polares. Como resultado, as forças entre as moléculas são enfraquecidas e esse efeito plastificante é chamado de efeito de proteção.
Desempenho do plastificante:
As propriedades dos plastificantes incluem principalmente os seguintes itens: eficiência de plastificação, compatibilidade, resistência ao frio, durabilidade, resistência ao calor, isolamento, retardamento de chama e higiene.
Eficiência de plastificação: refere-se à capacidade de plastificação de um plastificante ao polímero ou ao efeito de plastificação. A eficiência de plastificação de diferentes plastificantes é um conceito relativo. A eficiência de plastificação é geralmente avaliada pela quantidade de plastificante necessária para alterar o índice de flexibilidade quantitativo. Quanto menos plastificante for adicionado, maior será a eficiência de plastificação. Plastificantes de peso molecular geral. Plastificantes de alto peso molecular têm uma alta eficiência de plastificação para PVC. À medida que a polaridade da molécula do plastificante aumenta, o grau de ramificação do alquil e o aumento na estrutura do anel aromático reduzem a eficiência da plastificação.
A ordem de eficiência de plastificação dos plastificantes comumente usados é:
DBS> DBP> DOS> DOA> DOP> DIOP> M-50> TCP> PCl-50.
Compatibilidade: refere-se à compatibilidade de plastificantes com polímeros. O mesmo plastificante tem compatibilidade diferente com polímeros de polaridades diferentes.
A sequência de compatibilidade de plastificantes comumente usados e PVC é:
DBS> DBP> DOP> DIOP> DNP> ED3> DOA> DOS> Parafina clorada .
Resistência ao frio: refere-se à resistência à baixa temperatura de produtos plastificantes-plastificados. A resistência ao frio dos plastificantes está relacionada à sua estrutura. Ésteres de ácido dibásico alifático com metileno (—CH2—) como o corpo principal têm a melhor resistência ao frio. Eles são um dos plastificantes resistentes ao frio mais comumente usados e contêm cíclico e O plastificante ramificado tem excelente resistência ao frio devido à sua dificuldade de se mover no polímero em baixas temperaturas.
A ordem de resistência ao frio dos plastificantes comumente usados é: DOS> DOZ> DOA> ED3> DBP> DOP> DIOP [GG ] gt; DIDP> DNP> M-50> TCP.
Durabilidade: refere-se à capacidade dos plastificantes de persistir em produtos plastificados. Inclui principalmente resistência à migração, resistência à extração e resistência à volatilidade.
A migração de plastificantes com resistência à migração inclui dois aspectos:
1. O plastificante vaza de dentro do produto para a superfície externa;
2. O plastificante é transferido para o sólido em contato com ele.
A migração do plastificante está relacionada à sua compatibilidade, e quanto pior a compatibilidade, maior a migração. Além disso, os plastificantes com grande peso molecular, cadeias ramificadas ou estruturas cíclicas apresentam boa resistência à migração.
Resistência à extração: Refere-se à tendência do plastificante de se difundir no meio líquido em contato com ele. O meio inclui principalmente água, solvente, detergente e óleo lubrificante. Em termos de resistência ao óleo e a solventes, os plastificantes com uma proporção maior de grupos alquil apolares têm baixa resistência à extração, grupos fenil, grupos éster e plastificantes com um alto grau de ramificação têm boa resistência à extração; enquanto a resistência à água é. Ao contrário do anterior, os poliésteres são plastificantes com excelente resistência à extração.
Resistência à volatilidade: refere-se à tendência do plastificante de se difundir no ar a partir da superfície do produto quando aquecido. A volatilidade de um plastificante está relacionada ao seu peso molecular. Geralmente, quanto menor o peso molecular, maior sua volatilidade. Do ponto de vista da estrutura molecular, a estrutura de alquil de cadeia linear tem melhor resistência à volatilidade do que os plastificantes de estrutura de alquil de cadeia ramificada; plastificantes contendo grupos cíclicos e outros grupos volumosos na molécula têm melhor resistência à volatilidade. Geralmente, plastificantes como poliéster, epóxi, DIOP, TCP e pentaeritritol têm boa resistência à volatilidade.
Isolamento: O isolamento do plastificante não é tão bom quanto o da resina de PVC. Conforme a quantidade de plastificante aumenta, o isolamento elétrico do PVC diminui. Ao escolher plastificantes para produtos de isolamento de PVC, preste atenção às suas propriedades de isolamento.
A ordem de isolamento dos plastificantes comumente usados é:
TCP> DNP> DOP> M-50> ED3> DOS> DBP> DOA.
Higiene: refere-se à toxicidade dos plastificantes. A maioria dos plastificantes é atóxica ou pouco tóxica. Os ésteres epóxi e de ácido cítrico são plastificantes não tóxicos, e os ésteres de ácido ftálico e dicarboxílicos são baixos. Plastificantes venenosos, mas DOP e DOA são suspeitos de causar câncer; a maioria dos plastificantes de fosfato são tóxicos, com exceção do difenil 2-etilhexil fosfato; parafinas cloradas também são plastificantes tóxicos.
Retardância de chama: Ésteres de fosfato e parafinas cloradas são plastificantes retardantes de chama e a ordem de retardamento de chama é: TCP> TPP> TOP> DPOP.
Variedades de plastificantes comumente usados:
Existem muitos tipos de plastificantes. De acordo com sua compatibilidade com polímeros, podem ser divididos em plastificantes principais e plastificantes auxiliares. Os principais plastificantes incluem ésteres de ácido ftálico e ésteres de fosfato, e os plastificantes auxiliares incluem ésteres de ácido dibásico alifático e resinas epóxi. De acordo com a classificação estrutural dos plastificantes, pode ser dividido em: ésteres de ácido ftálico, ésteres de ácido dibásico alifático, epóxidos, poliésteres, etc.
Di (2-etilhexil) ftalato (DOP) tem alta eficiência de plastificação e boa resistência à volatilidade, resistência à migração, resistência à extração de água, resistência às intempéries e outras propriedades abrangentes. Produção de filme agrícola calandrado de PVC macio, com DOP como plastificante principal e di (2-etilhexil) adipato (DOA) como plastificante resistente ao frio. Os plastificantes de éster de ácido graxo epóxi têm boa estabilidade térmica e resistência ao frio. Variedades comumente usadas são ácido 2-etilhexil epóxi esteárico, ácido oleico de soja epóxi 2-etilhexil, etc.
O filme de cloreto de polivinilideno (PVDC) de alta barreira para embalagens de alimentos precisa adicionar uma quantidade apropriada de plastificante não tóxico 8-10 phr. As principais variedades são acetil tri-n-butil citrato, acetil tri (2-etilhexil) citrato, di (2-etilhexil) sebacato (DOS), etc. Esses plastificantes também são plastificantes não tóxicos comumente usados em PVC.