Пластификатор чем заменить: Чем заменить пластификатор для бетона, и есть ли в этом выгода

Содержание

Чем заменить пластификатор для бетона, и есть ли в этом выгода

Исходя из различных нужд и при неимении пластификатора для бетона под рукой, его можно заменить подручными средствами. Например, многие добавляют в бетон средство для мытья посуды или обычное жидкое мыло. Это позволяет сделать бетонный раствор более эластичным.

Что такое пластификатор для бетона

Пластификатором для бетона называются химические добавки в виде вязких или порошкообразных веществ. При контакте с водой, пластификаторы образуют слабощелочные или нейтральные раствора. Наибольшей популярностью пользуются так называемые суперпластификаторы — поверхностно активные вещества.

Основным предназначением пластификаторов для бетона, является изменение свойств бетонной смеси в лучшую сторону, например:

  1.  Увеличить её текучесть;
  2.  Сократить расход;
  3.  Улучшить адгезионные свойства;
  4.  Повысить водоустойчивость и газонепроницаемость;
  5.  Сократить температуру замерзания и т. д.

Пластификаторы для бетона сродни добавкам в цемент, позволяют работать с бетонной массой при морозе или в других неблагоприятных условиях для строительства.


Каждый вид пластификатора предназначен для изменения тех или иных свойств бетона.

Виды пластификаторов

Существующие пластификаторы можно разделить на такие виды:

1. Суперпластификаторы — позволяют увеличить прочность и плотность бетона, повысить его водонепроницаемость и подвижность.

2. Модификаторы бетона — придают материалу высокую коррозийную стойкость и долговечность. Кроме того, данный класс пластификаторов позволяет работать с бетонной смесью в мороз.

3. Ускорители прочности — как понятно из названия, позволяют повысить прочность бетона.

4. Комплексные пластификаторы — универсальные добавки способные оказать на бетонную смесь разносторонние эффекты.

5. Противоморозные пластификаторы для бетона — дают возможность вести эффективные работы с бетоном в морозы — от 15 до 25 градусов с минусом.

Чем заменить пластификатор для бетона

Исходя из различных нужд и при неимении пластификатора для бетона под рукой, его можно заменить подручными средствами. Например, многие добавляют в бетон средство для мытья посуды или обычное жидкое мыло. Это позволяет сделать бетонный раствор более эластичным.


Также, в бетон можно добавлять и пожарный пенообразователь, получая на выходе так называемый суперпластификатор. Не меньшей популярностью при добавлении в бетон пользуется и клей ПВА, который способен в целом улучшить адгезионные свойства бетона, а также в некоторой степени повысить его прочность.

Позволяет, по мнению многих, улучшить свойства бетонной смеси и стиральный порошок с хозяйственным мылом. При этом следует понимать всю ответственность от использования самостоятельных добавок в бетон, поскольку ими при неправильном пользовании можно не улучшить, а наоборот, испортить характеристики и свойства бетона.

Пластификатор для бетона своими руками

Чтобы изготовить пластификатор для бетона своими руками из вышеперечисленных компонентов, потребуется использовать около двух столовых ложек жидкого мыла на ведро бетонного раствора. Добавляется самодельный пластификатор еще в самом начале изготовления бетонной смеси.


В больших пропорциях, используется от 150 до 200 гр. жидкого мыла на один мешок цемента. Если используется для приготовления пластификатора клей ПВХ, то на одно ведро бетонной смеси добавляется около 200 гр. клеевой массы.

Кроме того, сделать пластификатор для бетона своими руками можно и из гашёной извести. Её количество должно составлять не менее двадцати процентов от общей массы бетонного раствора. В таком случае стройматериал будет обладать высокой степенью подвижности. Кроме того, известь придаёт бетону и антисептические свойства.

Пластификаторы на основе моющих средств

Они продлевают время жизнестойкости строительного раствора с 1 часа до 3 и защищают его от расслоения и оседания тяжелых фракций. Подходящими характеристиками обладают моющие средства на основе жидкого мыла, включая составы для посуды, шампунь, стиральные порошки. Максимальный эффект от их применения наблюдается в жаркое время года, являясь поверхностно-активными веществами, они препятствуют испарению влаги из цементного раствора.

Однозначными их плюсами являются низкая цена, повышение пластичности смеси и простота ввода при приготовлении строительных растворов своими силами. Нет необходимости в сложных процедурах, достаточно залить жидкое мыло в бетономешалку одновременно с водой. К минусам относят образование пены и, как следствие, высолов на поверхности, ухудшение прочности застываемого бетона при превышении пропорций и отсутствие контроля за этим процессом, невозможность разбавления готовых растворов.

Для устранения негативных последствий от обильной пены смесь оставляют перед выгрузкой в бетономешалке на несколько минут. Стиральный порошок лучше купить для автоматической стирки, избегают сложных и неизученных составов. Не следует ждать от моющих средств чуда, и уж тем более не стоит их вводить в уже замешанный раствор, распределение будет некачественным. Но с основными задачами – улучшением удобоукладываемости бетона и соблюдением правильных пропорций воды они справляются хорошо.

Влияние извести, жидкого стенка, поливинилацетата

Пушонка по праву считается самым дешевым пластификатором, ее небольшая доля улучшает эластичность смесей и увеличивает стойкость к биологическим воздействиям.

Заметный эффект наблюдается при вводе извести в растворы для кладочных и штукатурных работ, при высыхании слои менее подвержены растрескиванию. К минусам относят снижение прочности, этот вариант не используются при замесе бетонов для фундамента и наружных несущих конструкций. Лучше всего известь себя ведет в штукатурных растворах для внутренних работ.

Силикатный клей относится к пластификаторам лишь условно, эта добавка ускоряет сроки затвердевания бетона и улучшает его огне- и влагостойкость. Из сходных последствий остается лишь гладкость поверхности. Раствор с жидким стеклом расходуется как можно быстрее, по окончании работ все инструменты тщательно промываются.

всё про ремонт и обустройство жилья

09.09.2015 profipol_dp 4 956 просмотра

Содержание статьи:

Что такое пластификатор?

Пластификатор — это добавка в бетоны и цементные растворы, позволяющая увеличить текучесть и пластичность смеси при уменьшении водоцементного соотношения (В/Ц).

Это увеличивает конечную прочность и плотность затвердевшего раствора/бетона.

Пластификатор продается в двух видах — жидкость и порошок. И тот и другой для удобства использования нужно разбавлять в воде.

Водо-цементное соотношение (В/Ц). Сколько воды нужно для приготовления бетона/раствора?

Водоцементное соотношение напрямую влияет на конечное качество и прочность растворов и бетонов .

Для того, чтобы цементный камень начал твердеть должен начаться процесс гидратации цемента, а для этого, на самом деле, нужно не так много воды — около 25л на 100кг цемента. Т.е. оптимальное ВЦ для чистого цемента = 0,25.

Все зависит от количества и качества заполнителей

Оптимальным соотношением вода/цемент в бетоне (цемент, песок, щебень) является соотношение 4-4,5/10 (ВЦ = 0,4-0,45), т.е. 40-45л воды на 100кг цемента.

Точно такое же оптимальное ВЦ (0,4-0,45) мы вывели опытным путем для полусухой стяжки при замешивании цемента с песком в пропорции 1 к 4.

На практике при приготовлении раствора для стяжки (бетона) большинство строителей добавляют в него столько воды, сколько необходимо для того, чтобы он стал подвижным, жидким, удобным в работе.

Для твердения цемента (реакции гидратации) необходимо воды почти в два раза меньше. Вся лишняя вода не участвует в реакции, а лишь увеличивает подвижность.

Чем больше воды в растворе/бетоне, тем хуже будет его качество и меньше плотность.

Для чего нужен пластификатор?

Пластификатор нужен для того, чтобы увеличить текучесть и пластичность раствора при оптимальном водоцементном соотношении (т.е. не добавляя лишнюю воду в раствор).

За счет большей текучести раствор для стяжки становится более плотным и прочным, а эти качества просто необходимы для стяжки выполненной по теплому полу , т.к. при большей плотности увеличивается теплопроводность стяжки.

Как влияет наличие пластификатора на конечную прочность бетона (стяжки)

Сколько пластификатора нужно добавлять в раствор для стяжки?

Дозировка пластификатора у каждого производителя разная, зависит она от концентрированности каждого отдельно взятого продукта.

Высчитывается и измеряется количество пластификатора в соотношении его массы к массе цемента. Обычно это 0,5-1%, т.е. 0,5-1кг на 100кг цемента.

Разбавляется пластификатор в воде и заливается в бетономешалку в процессе замешивания раствора .

Например, при дозировке равной 0,5% от массы цемента (0,5кг на 100кг) нужно будет наливать 100гр пластификатора в каждые 10л воды (при В/Ц равном 0,5).

Нужно ли использовать пластификатор при устройстве стяжки или бетонировании?

Это не обязательно, но желательно.

Как было сказано выше, пластификатор уменьшает водоцементное соотношение раствора для стяжки (бетона), поэтому с ним можно добиться оптимальной текучести и удобоукладываемости раствора не используя лишнюю воду.

Стяжка будет более прочной, плотной и меньше будет подвержена растрескиванию.

Пластификатор и стяжка по теплому полу

При устройстве стяжки по теплому полу очень желательно использование пластификатора.

Пластификатор сделает раствор более плотным и прочным, а от этого напрямую зависит теплопроводность стяжки.

Пластификатор (не путать с эластификатором!) изменяет свойства раствора в момент укладки, но не изменяет конечных свойств стяжки после отвердения, т.е. эластичной стяжка не станет.

Эластификатор — это вещество изменяющее конкретное физическое свойство — эластичность раствора после отвердения, это свойство остаётся на весь период эксплуатации. К этим веществам относятся, например латексные добавки или разного рода эмульсии.

Но весь вопрос в том, нужна ли стяжке по теплому полу эластичность?

Учитывая коэффициент температурного (линейного) расширения цементных растворов равного 0,00001 м/1° этим свойством можно пренебречь.

Чем можно заменить пластификатор?

Самый распространенный метод замены пластификатора — это добавление в раствор стирального порошка или моющего средства для посуды.

При этом никто не может назвать точную дозировку этих средств. Чаще всего «опытные строители» советских времен называют пропорцию порошка или жидкого мыла такими терминами как «по чуть-чуть» или «1-2 ложечки».

Но моющие средства имеют один не очень хороший побочный эффект — пенообразование.

С такими заменителями пластификатора легче изготовить ячеистый бетон, но не тяжелый. Поры уменьшают плотность раствора и снижают его прочность (марочность). Для улицы это просто губительно.

К тому же, фосфатные добавки, входящие в состав моющих средств, при попадании в цементную смесь приводят к сильному высолообразованию. Обратите внимание на белые разводы на кирпичных домах.

В специализированных же смесях содержатся нужные вещества в нужной концентрации.

Но решать и выбирать, как всегда, только вам.

Если у вас остались вопросы, то напишите об этом в комментариях или в рубрику Вопрос-Ответ .

Основной состав бетона — это цемент, песок, щебень и вода. Чистая смесь этих компонентов после затворения быстро теряет свою рабочую способность, потому что тяжёлые щебень и песок оседают, а вода поднимается на поверхность. В результате бетонная смесь с трудом распределяется и неравномерно заполняет полости. Для устранения этой проблемы применяются специальные добавки — пластификаторы. Каждому строителю будет полезно узнать, какими подручными средствами можно заменить пластификатор для бетона.

Для чего нужен пластификатор для бетона

Многие промышленные пластификаторы имеют комбинированный эффект

Насыщение бетона пластификаторами в зависимости от их предназначения способно:

  • увеличить рабочее время раствора;
  • сделать смесь пластичной и удобной для применения;
  • повысить морозостойкость готовой поверхности и снизить нижний порог при применении смеси в холодное время года;
  • улучшить качественные показатели (водонепроницаемость, прочность, текучесть, скорость корродирования) раствора.

По своей природе все добавки для бетона делятся на химические и механические.

Доступные аналоги заводских пластификаторов

Для улучшения подвижности смеси используют поверхностно активные вещества (ПАВ) гидрофильного типа — это олеат и стеарат натрия, составляющие основу бытовых моющих средств

В промышленном строительстве для улучшения качеств бетона применяются пластификаторы со сложным химическим составом. Набор компонентов и дозировка промышленных добавок зависят от тех показателей, которыми должна обладать готовая бетонная смесь. Чем заменить пластификатор, чтобы для бетона не наступили негативные последствия:

  • жидкое мыло — добавляют в раствор, чтобы применять готовую смесь при минусовой температуре, а также для повышения пластичности раствора;
  • клей ПВА — увеличивает время работы, продлевает срок застывания, укрепляет поверхность, уменьшает риск появления трещин, но снижает показатель водонепроницаемости;
  • жидкое стекло — укрепляет готовое основание и увеличивает коэффициент водонепроницаемости;
  • концентрированная грунтовка — улучшает текучесть раствора.

Дозировка заменителей промышленных пластификаторов должна производиться с таким расчётом, чтобы не ухудшить качественные показатели бетона. Стоит учитывать, что сверхнормативный объём этих добавок способен привести к тому, что готовое основание будет долго набирать прочность, может покрыться трещинами или станет впитывать влагу.

Пластификатор для тротуарной плитки своими руками

Изготовить тротуарную плитку своими руками несложно. Но чтобы придать ей долговечности и улучшить внешний вид, нужно добавить в бетонную смесь пластификаторы. Специальные составы продаются в строительных магазинах, хотя их с успехом могут заменить и подручные средства, которые каждый найдёт на собственной кухне или в ванной.

Зачем нужны пластификаторы

Иногда домашние умельцы, пытаясь изготовить тротуарную плитку своими руками, сталкиваются с проблемой: бетонная смесь отказывается «склеиваться», а после высыхания готовые блоки крошатся и рассыпаются под нагрузкой. Чтобы избежать подобных проблем, применяют пластификаторы. Это щелочные, химически инертные соединения, которые облегчают работу с бетонным раствором и повышают качество готовых изделий.

Роль основного пластификатора в бетонной смеси выполняет вода

Готовая тротуарная плитка состоит из трёх компонентов: цемента, щебня и песка. В сухом виде эта смесь неэластична и полна пустот. При добавлении воды раствор приобретает текучесть и легко заполняет форму.

Но одной лишь воды недостаточно. Даже если плитка получается прочной и без трещин, срок её эксплуатации небольшой из-за того, что готовое изделие обладает высокой пористостью. Поры ослабляют материал и позволяют воде проникать внутрь. При сильных морозах вода замерзает и разрушает бетон изнутри. В результате приходится каждую весну заменять вышедшую из строя плитку новой.

Из-за перепадов температур плитка быстро разрушается

Чтобы избежать этой проблемы, применяют специальные присадки. Кроме повышения морозоустойчивости, пластификаторы положительно влияют и на другие свойства как бетонного раствора, так и готовых изделий. В частности:

  • увеличивается подвижность и пластичность бетона, предотвращается появление сколов и других дефектов, поверхность плитки не деформируется;
  • раствор поглощает воды меньше на 10%;
  • расход цемента уменьшается на 10–15%;
  • плотность раствора повышается почти на четверть;
  • смесь приобретает большую однородность;
  • лучше заполняются раковины и пустоты, выравниваются ямки, поверхность становится гладкой и ровной;
  • повышается текучесть смеси, что облегчает процесс заливки;
  • раствор не прилипает к форме;
  • увеличивается прочность высохшей смеси;
  • во время эксплуатации тротуарная плитка сохраняет первоначальный цвет;
  • не образуются высолы;
  • повышаются водоотталкивающие свойства плитки.

Кроме того, в очень жаркую погоду пластификатор увеличивает время высыхания бетонной смеси, чем предотвращает её растрескивание. А в холодное время года раствор долгое время не замерзает.

И, наконец, применение пластификаторов позволяет обходиться без вибростола, то есть такие бетонные смеси являются самоуплотняющимися.

Пластификаторы позволяют обходиться без вибропрессования заготовок

Как улучшить качество бетонной смеси своими руками

Присадки промышленного производства, конечно же, хороши, но их не всегда можно найти в магазине. Кроме того, профессиональные пластификаторы продаются в десятилитровых канистрах, а в бетонную смесь их добавляют совсем немного. Куда девать остатки?

Чтобы сделать идеальную тротуарную плитку своими руками, в качестве пластификатора для бетонной смеси можно использовать подручные материалы.

Моющие средства в качестве присадок

Мыльный раствор очень текуч и проникает даже в самые мелкие поры, обволакивает каждую отдельную частичку. При этом раствор становится более эластичным, с ним проще работать.

Свойствами пластификатора обладают любые моющие и чистящие средства на щелочной основе

В каждом доме найдётся:

  • средство для мытья посуды;
  • стиральный порошок;
  • шампунь;
  • жидкое мыло.

С точки зрения экономии, лучше всего использовать мыло. В магазинах бытовой химии продаётся дешёвое жидкое мыло в пятилитровых ёмкостях. Продавцы утверждают, что его чаще всего покупают именно строители. Используют и обычное кусковое мыло: его измельчают на тёрке и растворяют в горячей воде.

Применяя в качестве пластификатора кусковое мыло, его предварительно измельчают на терке

Известь — пластификатор широкого спектра действия

Ещё одним материалом, который применяют в качестве пластификатора, является известь.

Известь применяют, чтобы повысить пластичность раствора и предотвратить появление трещин. Тротуарная плитка из такого бетона получается прочной, ровной, гладкой, и устойчивой к резким перепадам температур. Если в качестве пластификатора используется известь, в бетонную смесь нельзя добавлять другие виды присадок. 

Древние строители использовали яичный белок, который придавал готовым конструкциям особую прочность и долговечность.

Расход материала.

Объёмы и пропорции

Жидкое мыло добавляют из расчёта 2 столовые ложки на ведро сухого цемента. Многие опытные мастера вместо мыла рекомендуют добавлять на такое количество цемента 1 чайную ложку средства для мытья посуды.

Если вместо моющего средства применяют известь, нужный уровень липкости и пластичности смеси достигается опытным путём. Как правило, при замешивании раствора для отливки тротуарной плитки придерживаются пропорции 6:1 (одна часть извести на шесть частей цемента).

Добавка Расход
Жидкое мыло 2 ст. л. на ведро цемента (12 кг)
Средство для мытья посуды 1 ч. л. на ведро цемента
Стиральный порошок 2 ст. л. с горкой на ведро цемента
Гашёная известь не более 20% от массы цемента

Бетономешалка или лопата. Что лучше?

Для приготовления бетонной смеси чаще всего используют электрическую бетономешалку. Если бетономешалки нет, можно воспользоваться обычной лопатой и ёмкостью в виде большого таза либо корыта.

Перемешивать раствор вручную удобнее в том случае, если в качестве пластификатора используют жидкое мыло или средство для мытья посуды. В бетономешалке такие присадки могут давать слишком много пены. Иногда из-за этого приходится останавливать агрегат и ждать, пока пена спадёт.

Как правильно вносить пластификатор в раствор

Чтобы приготовить бетонную смесь для тротуарной плитки, постепенно смешивают цемент, воду, песок, щебень, пластификатор и красящий пигмент. Мыло добавляют уже на первом этапе.

Мыльный раствор добавляют в самом начале замешивания

Если моющее средство добавить позже, его поглотит щебень. В результате раствор не достигнет нужной однородности и будет обладать такими же свойствами, как если бы пластификатор вовсе не был добавлен. Для получения качественной бетонной смеси все компоненты добавляют в строгой последовательности:

  1. В бетономешалку заливают 20 литров пресной чистой воды и добавляют 4 столовые ложки жидкого мыла либо 2 чайные ложки жидкости для мытья посуды. Хорошо перемешивают. Если используют стиральный порошок, его предварительно растворяют в небольшом количестве горячей воды.
  2. В жидкость добавляют железоокисный красящий пигмент.
  3. Засыпают 2 ведра щебня. После добавления каждого последующего компонента смесь хорошо перемешивают.
  4. Засыпают два ведра сухого портландцемента.
  5. Добавляют ещё ведро щебёнки.
  6. Засыпают 4 ведра крупного песка.
  7. Добавляют последнее ведро щебня. Хорошо всё перемешивают.

Известь, как и мыло, добавляют на первом этапе замешивания бетона.

Если используют промышленный порошкообразный пластификатор, его предварительно растворяют в небольшом количестве подогретой воды. В холодной воде он может превратиться в липкие комки.

Видео: практические советы по изготовлению раствора

Как видим, самостоятельно изготовить пластификатор для тротуарной плитки очень просто. Для этого подойдёт любое моющее средство на щелочной основе либо известь. А результат — прочная, гладкая плитка, которая прослужит долгие годы.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

для чего нужен и чем можно заменить

Бетон широко применяется во всех сферах современного строительства. Бетонирование не прекращается круглый год, часто осложняясь неблагоприятными природными явлениями — жарой, морозами, ветром. Чтобы смесь не теряла свойства при доставке и укладке, в нее добавляют пластифицирующие химические вещества. Что такое пластификатор для бетона и для чего он нужен — актуальные вопросы для каждого строителя.

Понятие пластификатора

Улучшать пластические свойства строительных материалов с помощью различных добавок человек научился давно. Сначала это были птичьи яйца, жир и даже кровь животных. С развитием химической промышленности появились доступные полимеры, обеспечивающие бетонной смеси заданные качества.

Самый дешевый компонент бетонной смеси, обладающий пластифицирующими свойствами — вода. Но при избытке влаги резко ухудшаются прочность, морозостойкость и водонепроницаемость готового материала. После твердения образуются усадочные трещины, которые снижают качество бетона. Некоторые из них опасны и могут привести к аварийным ситуациям.

Пластификаторы увеличивают подвижность, эластичность и удобоукладываемость раствора без ущерба для качества конечного продукта. Наоборот, часть из них оказывает дополнительное положительное действие — повышает коррозионную стойкость, морозоустойчивость, прочность, водо- и газонепроницаемость.

Применение пластификаторов помогает бороться с образованием пустот при укладке недостаточно подвижных смесей, особенно в густоармированных конструкциях, в опалубку сложной конфигурации или малой толщины. Бетон приобретает более однородную консистенцию, требует меньших усилий при перемешивании.

Преимущества пластификаторов

С увеличением объемов строительства в 80-е годы в СССР стояла задача создать материал, обеспечивающий высокий темп монолитных работ. В научных центрах были получены химические реагенты из органических или неорганических компонентов, проведены многочисленные испытания как в лабораториях, так и в условиях строительных площадок.

Отмечался положительный эффект от применения пластификаторов:

  • замедлилось схватывание и твердение растворов;
  • снизилось расслоение при изготовлении и перевозке;
  • возросла адгезия в конструкциях с армированием;
  • сократилось трещинообразование при затвердевании.
  • расход вяжущего уменьшился на 15-20%;
  • прочность увеличилась на 20-25%.

Установлено, что даже у лежалых цементов повысилась активность, а бетон с добавками меньше подвергался усадке.

Сочетание факторов позволило утверждать, что применение пластификаторов выгодно — снижаются затраты на производство бетона, не требуется тщательное уплотнение при заливке и связанные с этим расходы на спецоборудвание, сокращаются сроки проведения работ.

Область применения добавок

Сегодня пластификаторы используются очень широко. На заводах ЖБИ, выпускающих сборные конструкции, добавки присадок увеличивают производительность технологического цикла. Это происходит за счет ускорения формовки изделий и раннего набора прочности.

На стройплощадках используют модифицированный бетон при заливке:

  • монолитных перемычек, балок, плит;
  • густоармированных конструкций;
  • кольцевых или узких участков;
  • деталей сложной формы.

Без усовершенствования свойств бетона не обходится строительство ответственных объектов — мостов, эстакад, многоэтажных зданий. Добавки применяют при устройстве теплых полов, промышленных износостойких покрытий, в наружной и внутренней отделке, для возможно быстрого нагружения монолита.

Виды добавок

Химические реагенты предназначены для изменения конкретных качеств бетона. По основному производимому эффекту ГОСТ 24211-2008 разделяет модификаторы на группы:

  • пластифицирующие и суперпластифицирующие — увеличивают эластичность смеси при укладке;
  • водоредуцирующие и суперводоредуцирующие — снижают расход воды;
  • стабилизирующие — сохраняют текучесть при доставке и укладке;
  • увеличивающие содержание газа или воздуха — придают необходимую пористость;
  • ускорители или замедлители твердения — регулируют сроки схватывания;
  • повышающие прочность — при неизменном расходе цемента увеличивают показатель на 40%;
  • придающие коррозионную стойкость — нейтрализуют действие агрессивной среды;
  • противоморозные для "теплых" или "холодных" бетонов — понижают температуру замерзания жидкости или ускоряют гидратацию цемента;
  • гидрофобизирующие — сообщают частицам водоотталкивающие свойства;
  • расширяющие — увеличивают объем смеси при изготовлении предварительно напряженных конструкций;
  • фотокаталитические — придают бетонным поверхностям самоочищающие свойства.

Если вещества оказывают узконаправленное действие, их называют монодобавками. При более широком эффекте — комплексными. В их состав включены однокомпонентные реагенты, которые в сумме компенсируют негативное влияние каждого из них.

По виду сырья пластификаторы могут быть органическими или минеральными. Выпускаются в виде порошка, пасты, жидкости, суспензии. В промышленности и для производства больших объемов бетона используют крупные монолит-глыбы.

Как выбрать добавку

Пластификатор при неправильном применении способен навредить бетону. Производитель в доступном виде предоставляет информацию о продукте на упаковке.

При выборе добавки основное внимание уделяют:

  • Назначению состава. Это обязательно указано в инструкции.
  • Правильному приготовлению. Передозировка ведет к обратным последствиям.
  • Оказываемым побочным действиям. Монодобавки часто провоцируют нежелательный эффект, который нужно нейтрализовать другим реагентом.
  • Экологической чистоте. Важная характеристика для бетонирования внутри помещений.

Популярность пластификаторов привела к тому, что на рынке строительных материалов появились фальсифицированные составы. Приобретать продукцию нужно у проверенных, хорошо зарекомендовавших себя продавцов.

Краткий обзор пластификаторов

При изготовлении ответственных конструкций рекомендуется применять добавки, созданные в заводских условиях. Там строго соблюдают рецептуру и осуществляют надлежащий контроль качества.

Наиболее известные марки пластификаторов для бетона:

  • С-3 — испытанная временем добавка (создана в 70-е годы), ускоряет твердение, увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость на 15-20%, снижает расход цемента.
  • Мегалит С-3 ВО — современная комплексная разработка на базе С-3, уплотняет бетон, снижает расход воды, усиливает адгезию к металлу.
  • Sika BV 3М —модификатор на основе лигносульфонатов последнего поколения, улучшает подвижность смеси, увеличивает прочность, морозостойкость.
  • Гамбит — обладает пластифицирующим действием, создает противоморозную защиту, ускоряет твердение.
  • Coral Master Term — предназначен для укладки стяжки под теплые полы, нейтрализует температурное расширение материала, повышает теплоотдачу.
  • Дефомикс — соединение нафталинформальдегида и антивспенивателя, ускоряет набор первоначальной прочности, уменьшая время выдержки в опалубке.

Хорошие отзывы заслужили комплексные пластификаторы "Базис", "Прима", "Ригоформ", "Феррокрит". При расходе добавки 0,35-1% от массы вяжущего конечная цена готового бетона увеличивается незначительно. Учитывая снижение потребности в цементе, применение модификаторов экономически целесообразно.

Приготовление модифицированной смеси

Чтобы не пострадало качество готового изделия, рекомендуется четко соблюдать указания производителей пластификаторов для бетона:

  • работать при температуре воздуха выше 0°С;
  • использовать чистую тару;
  • смешивать реагент с водой (если продукт в сухом виде), а затем вводить в бетон при постоянном перемешивании;
  • соблюдать строгую дозировку;
  • расход рассчитывать по таблицам;
  • беречь от огня;
  • использовать индивидуальные средства защиты.

Не допускается применение просроченных или неправильно хранящихся препаратов.

Самостоятельное изготовление

Перед приготовлением средства своими руками нужно взвесить "за" и "против" замены заводского пластификатора на более дешевый самодельный аналог. Для ответственных конструкций рекомендуется не рисковать, а использовать профессиональные реагенты.

В домашних условиях в качестве пластифицирующих добавок применяют:

  • моющие средства, шампуни, стиральный порошок с низким образованием пены;
  • известь-пушонку;
  • поливинилацетатный клей — ПВА;
  • жидкое стекло;
  • хлорида кальция или натрия.

Компоненты растворяют в воде в пропорциях, рассчитанных на 1 мешок цемента:

  • порошок — 100-150 г;
  • жидкое мыло, шампунь — 200-250 г;
  • гашеная известь — 7,5-10 кг;
  • жидкое стекло — до 2,5 кг;
  • хлориды — 1 кг.

Клей ПВА растворяют в воде с расчетом 200 г на 10 л, затем добавляют в бетон.

Нужно быть готовыми к тому, что после добавки хлоридов на поверхности появятся высолы, а мыльная суспензия вызовет развитие грибков. Поэтому применять домашние средства лучше там, где не важны внешний вид и водонепроницаемость конструкции.

Ошибки при применении пластификаторов

Наиболее частая ошибка при модификации бетона — передозировка. Увеличение расхода препарата приводит к расслоению смеси, оголению крупного заполнителя и выделению цементного молочка на поверхности монолита сразу после заливки.

Визуально передозировку заметно уже при перемешивании. В смесителе масса бурлит с выделением воздуха. После укладки на бетоне видны следы лопнувших пузырей, что, конечно же, ухудшает его качество.

Специалисты советуют использовать добавки начиная с минимально возможных концентраций, указанных в рецептуре. Затем постепенно доводить подвижность до нужной кондиции, не снижая расход цемента.

Передозировка опасна при заливке монолита на морозе. Крупные поры, образующиеся в теле бетона, провоцируют потерю прочности и никак не способствуют повышению морозостойкости.

Заключение

Пластификаторы для бетона — химические реагенты, улучшающие удобоукладываемость и пластичность смеси. При применении нужно строго соблюдать рекомендации производителя. Передозировка приводит к расслоению раствора и потере качества готового продукта.


для чего нужен и что как сделать своими руками

Требования к строительным материалам растут с каждым днем. На сегодняшний день каждая строительная фирма применяет различные специальные добавки для цементных смесей с целью улучшения или изменения исходных свойств. С их помощью удовлетворяется необходимость выполнять строительные работы быстро, качественно и в любых условиях окружающей среды. Одним из таких ценных продуктов является пластификатор для бетона.

Определение

Пластификаторы для бетона – это материалы на основе полимерных веществ для сухих и жидких бетонных смесей. Цель применения – получения кладочного раствора с необходимыми свойствами текучести, пластичности, эластичности, влагопоглощения. При этом модификаторы должны быть совместимы с полимерным составом бетона, не иметь запаха, обладать низкой летучестью и устойчивостью к растворителям.

Вернуться к оглавлению

Назначение

Пластификатор применяют для избежания пустот.

Пластификатор применяют с целью решения нескольких задач. Они регулируют текучесть и подвижность бетона, что позволяет при заливке избежать пустот и получить монолитную конструкцию. Специальные добавки повышают свойство адгезии бетонных смесей с металлической арматурой и между компонентами бетона. Пластификаторами сокращаются размеры пор в бетоне, что позволяет повысить долговечность, прочность и водопроницаемость застывшего состава.

Пластифицирующими добавками увеличивается порог замерзания воды в бетонном растворе. В этом случае они действуют как антифриз, не позволяя разрушиться бетону в условиях резкого колебания температур.  Пластификатором регулируется скорость замерзания. С его помощью бетон быстро застывает даже при низких температурах. Это позволяет увеличить сроки выполнения заливочных работ.

Главным условием к применению пластификаторов является конечная цель использования бетонной смеси. Это определяет тип продукта.

Вернуться к оглавлению

Свойства

Модификаторы наделены разными свойствами, которые позволяют придать бетону необходимых характеристик. Их следует добавлять для инициирования определенных процессов в кладочном веществе после заливки. Свойство гигроскопичности позволяет отрегулировать содержание воды в бетонном растворе, придать пластичности и сократить расход жидкости при приготовлении.

Добавление пластификатора увеличивает время работы с бетоном за счет предотвращения расслаивания смеси. Специальная добавка добавляется для препятствия растрескиванию бетона после застывания и улучшения адгезионных свойств поверхностей. Пластификаторами можно улучшить текучесть бетона, что позволит принять ему разнообразные формы. Это достигается за счет повышения мягкости и эластичности.

Вернуться к оглавлению

Виды

В зависимости от свойств и характера действия пластифицирующие смеси делятся на шесть видов:

  1. Противоморозные, увеличивающие морозостойкость смеси. Это позволяет работать при температуре до -25°C без потери ценных свойств кладочной смеси и конечного продукта. С помощью этой категории избыток влаги в процессе созревания раствора испаряется даже в условиях низких температур.
  2. Воздухововлекающие, повышающие стойкость бетонов к низким температурам. Они вызывают химическую реакцию, в результате которой выделяются пузырьки воздуха. Они равномерно распределяются по всему объему, а в условиях низких температур компенсируют нагрузку при замерзании поглощенной смесью воды. То есть при расширении кладка не разрывается, а происходит заполнение воздушных пустот. Однако применять такие добавки следует осторожно, чтобы не уменьшить прочностные характеристики готовой конструкции. Выбор воздухововлекателя зависит от наполнителя. Его стоит применять, если в составе присутствуют щебень или гравий.
  3. Влияющие на отвердевание добавки вводятся для ускорения или замедления процесса схватывания.
  4. Замедлители применяются для уменьшения времени отвердения. Это необходимо при транспортировке готовых смесей или при длительной подготовке технологического процесса. Например, высокая марка бетона отвердевает быстро, поэтому перевозка такого раствора может вызвать некоторые трудности. Решить это можно только введением замедлителя.
  5. Ускорители позволяет сократить время засыхания бетона, что уменьшает время проводимых работ за счет отсутствия вынужденных простоев. Технологический процесс становится непрерывным, что увеличивает скорость строительства. Благодаря ускорителям бетон быстрее набирает прочность при температурах ниже нуля.
Вернуться к оглавлению

Изготовление своими руками

Мыло можно заменить на известь.

Для сокращения строительных расходов допустимо изготовление пластификаторов своими руками.  Пластификатор для бетона своими руками легко можно сделать в домашних условиях. Наиболее простым способом улучшения свойств кладочного состава является добавление жидкого мыла или стирального порошка, гашеной извести или жидкого стекла. Сколько требуется того или иного компонента, определить способен только строитель. Все строго индивидуально.

Мыло придают необходимой пластичности и однородности, увеличивает время застывания. Своими руками сделанный пластификатор является самым экономичным и легкодоступным. Заменить мыло можно гашеной известью. Она придает эластичности и клейкости раствору, что актуально при работах на сложных участках. Кладка при использовании извести более гладкая и равномерная.

Повысить устойчивость и гидроизоляцию готовых конструкций помогает жидкое стекло. Для этого жидкое стекло смешивается с водой в равных пропорциях и потом добавляется к бетону. Однако этот состав разрушается при воздействии углекислого газа, поэтому лучше наносить минимум два слоя штукатурки.  Примерная инструкция добавления: перед замесом к мешку цемента с керамзитом доливается 200 мл жидкого мыла. Этой пропорции достаточно для увеличения времени застывания до трех часов.

Вернуться к оглавлению

Примеры производителей и их продукция

На современном рынке наиболее популярными производителями пластификаторов являются:

  • компания «SE Tylose GmbH», расположенная в Германии;
  • российские компании ООО «Компонент» и «Неопласт».

Широко используются продукты торговых марок Sika, TM “Den Braven” и другие бренды. Распространенные продукты вышеперечисленных компаний:

  1. Hostapur, изготовленный на сульфонате олефина с солью натрия. Применяется для кладочных составов и шпаклевок. Принцип действия основан на образовании воздушных пор, которые снижают усадку и растрескивание. Продукт лучше работает на цементной и цементно-известковой основах. Также состав придает морозоустойчивость и сокращает высолы из раствора. Hostapur улучшает смачиваемость и диспергируемость строительных смесей, снижает клейкость. Это облегчает процессы переработки и перекачки.
  2. Пластифицирующий состав с3 работает комплексно. Применяется для приготовления кладочных, штукатурных, шпаклевочных, клеевых растворов для плитки, пенопласта и камня, для работ со стяжкой и бетонированием. С3 нужен для улучшения подвижности бетонного раствора на четыре пункта, сокращению на 20% его водопотребности. С помощью добавок повышается плотность, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, однородность. Он предотвращает образование трещин, усадку, ползучесть и прилипание бетона к форме, также снижает высолы пигментов. При этом смесь экологична, не имеет цвета и запаха.
  3. Сипласт ПБ-1 увеличивает подвижность бетонной смеси, не влияя на прочностные качества бетона. ПБ-1 повышает марку бетона водонепроницаемости, подвижности, морозостойкости и коррозионной устойчивости. Сипласт сокращает расход воды. Применяется продукт со всеми типами бетона, используемыми при монолитном строительстве, при наружной и внутренней отделке зданий, при возведении железобетонных изделий. С помощью вспомогательных смесей регулируются сроки схватывания и скорость сцепления поверхностей. Продукт экономит на применении классических составляющих кладочного вещества с получением высоких классов бетонов и сокращает расход вяжущего компонента.
  4. Другие продукты. К ним относятся жидкий Sika Mix Plus для цементной штукатурки и кладочных растворов, украинские пластификаторы Виртуоз-31 и ЦЕМАПЛАСТ, гидрозащитный уплотнитель Integral Waterproofer, строительные модификаторы ПласБет (PlasBet) бренда AngloBud и т. п. Своей универсальностью выделяется Неопласт. Этот водный раствор смешивается с другими вспомогательными веществами, сохраняя свои свойства. Неопласт вводится на любом этапе приготовления.
Вернуться к оглавлению

Заключение

Изобретенные пластификаторы для бетона позволяют ускорить и облегчить процесс кладки стяжки, отделки наружных и внутренних поверхностей и прочих процессов. Например, теперь выведение пузырьков воздуха происходит без участия человека. Раньше для этого требовались дополнительные механические стадии. Получаемые поверхности из бетонных составов на пластификаторах стали безопасными, ровными и гладкими.

Пластификатор бетона – это необходимый состав кладочной смеси любого назначения.

пропорции для штукатурки, сколько жидкого мыла добавлять для пластичности, какой суперпластификатор лучше

Цементные растворы при всех своих достоинствах обладают большим весом, поэтому работать с ними труднее, чем с другими штукатурками. Для увеличения их подвижности и пластичности в состав вводят пластификаторы – поверхностно-активные добавки. Они помогают цементу и песку равномерно распределиться в смеси, делая штукатурку более прочной, и продлевая время схватывания цементного раствора.

В этот статье мы рассмотрим, какие пластификаторы есть в продаже, и чем их можно заменить из подручных средств.

Для чего их добавляют?

К основным плюсам введения в состав бетонов поверхностно-активных добавок относят:
  • Увеличение текучести и подвижности раствора, в результате повышается удобноукладываемость, он лучше заполняет опалубку. Вероятность образования пустот, особенно при заполнении каркасов сложных конструкций, где вибропрессование затруднено, при этом снижается.
  •  Уменьшение количества воды в растворе: он быстрее набирает прочность.
  • Лучшее сцепление с поверхностью (адгезия).
  • Устойчивость к растрескиванию и перепадам температур. Морозостойкость.
  • Усиление водоотталкивающих свойств штукатурки.
  • Равномерное перемешивание и снижение вероятности расслоения и отделения воды.
  • Увеличение прочности и срока эксплуатации бетона.

По способам воздействия все пластификаторы можно подразделить на:

  1. Гидрофильного действия. Увеличивая смачиваемость, снижают время образования коллоидов (частиц, перемешанных в среде с другим веществом), в результате чего повышается текучесть и пластичность.
  2. Гидрофобные. Обогащают пузырьками воздуха. Увеличивают пластичность смеси и прочность штукатурки.

По степени эффективности пластификаторы подразделяются на:

  • Суперпластификаторы. Изготавливаются на основе меламиновых полимеров.
  • Гиперпластификаторы. В состав вводятся поликарбоксилаты. Более активны, чем суперпластификаторы. Ввиду высокой стоимости используются в основном для создания тонкослойных самонивелирующихся растворов, к примеру, для самовыравнивающихся полов.

Пластификаторы для цементных растворов в продаже

Пластификаторы могут изготавливаться из минеральных, органических или неорганических веществ. К наиболее распространенным составам, реализуемым в продаже, относят:

АрмМикс Суперпласт (Россия). Относится к классу суперпластификаторов. На водной основе из органических и неорганических солей для внутренних и наружных работ. Может использоваться для кладочных, фундаментных растворов, пено- и фибробетонов, изготовления смеси для стяжки полов, тротуарных и фасадных плит. Подходят для строительных растворов и бетонов любых марок. Расход: 0,2% от веса цемента.

 

Смола древесная омыленная. Суперпластификатор. Состав гидрофобизирующего действия, получаемый в результате гидролиза эфиров древесины лиственных и хвойных пород. Является пенообразователем, образует большое количество пузырьков воздуха, снижая плотность. Используется при изготовлении легких бетонов, керамзитобетона, пенобетона и пр. Увеличивает подвижность, морозостойкость и теплоизоляционные свойства. Бетон на его основе меньше пропускает влагу. Расход 0,1-0,3%.

 

Суперпластификатор С-3. Один из часто используемых недорогих пластификаторов. В состав вводится нафталин-формальдегид сульфат. Улучшает срок службы бетонных конструкций, в том числе цементных штукатурок. При введении в песчано-цементный раствор снижает его расслоение, увеличивает текучесть и подвижность. Низкий расход. На 100 кг цемента требуется 5-7 кг.

 

Mplus. Жидкая смесь на основе комплекса солей. Увеличивает не только пластичность, но и плотность, стойкость к физическим нагрузкам, однородность бетона и замедляет его схватывание. Снижает расход цемента. Используется в растворах для заливки и стяжки полов. Расход 1 л на 100 кг сухого цемента.

 

Mapei Planicrete. Основной компонент – синтетический каучук. Увеличивает пластичность, подвижность, способность к удержанию влаги, сцепление с поверхностью раствора и его прочность. Для наружных и внутренних работ. Расход может меняться в зависимости от предназначения цементно-песчаной смеси и равен 200-300 кг/кв. м.

Мнение эксперта

Сергей Шабловский

Штукатур

Совет! Для равномерного распределения пластификатора его добавляют не в готовую смесь, а в жидкость, используемую для замеса.

Актуальные цены:

Пластификаторы для цементных растворов

Как сделать добавки своими руками

Если есть желание сэкономить, то вместо заводских добавок для пластичности в цементный раствор можно внести пластификаторы, приготовленные своими руками:

  • Гашеная известь: кроме увеличения эластичности, обладает бактерицидными свойствами и предохраняет от появления грибка, увеличивает адгезию и трещиностойкость. При отделке кирпичных домов, построенных еще в советское время, использовалась именно известь-пушонка.
  • Жидкое мыло или растворенный в воде стиральный порошок. Продлевают время схватывания.
  • Клей ПВА: также увеличивает водостойкость и прочность бетонных смесей.

Наиболее часто в домашних условиях для пластичности в цементный раствор добавляют гашеную известь (пушенку). Ее добавляют в сухую смесь в пропорции не более 20% от веса цемента. Работать с цементно-песчаным раствором становится гораздо легче, он становится более подвижным и легко распределяется по поверхности.

Если известь вводится в виде теста, то ее вначале разводят до состояния известкового молока. Песок и цемент смешиваются в сухом виде, а затем к ним добавляется молоко до нужной консистенции.

При применении извести-пушонки все компоненты перемешиваются в сухом виде, а потом заливаются водой.

Еще один способ: густое известковое тесто смешивается вначале с 1/2 части песка, цемент – со второй его частью. Затем обе смеси объединяют, и в нее добавляется вода.

Важно! Известь в растворах используют только гашеную. Подготовить ее нужно заранее, хотя бы за сутки. В противном случае она, вступая в реакцию с водой, снизит прочность бетона.

Использование моющих средств в качестве пластификаторов

В отличие от извести, моющие средства в цементно-песчаный раствор вводятся в меньшей пропорции. Жидкого мыла или моющего средства на стандартный 50-килограммовый мешок цемента добавляют 200 мл. Стирального порошка на это же количество требуется всего 100-150 г. Если при смешивании с водой он начинает пениться, следует дождаться оседания пены.

Все мыльные составы добавляются в раствор только в самом начале его приготовления. В противном случае при перемешивании они начнут вспениваться, и эффекта от их добавления просто не будет. Не следует и увеличивать количество мыльных веществ выше указанного. В противном случае на поверхности бетона будут образоваться высолы. Плюс из-за изменения процессов связывания с водой может ухудшиться морозо- и водостойкость бетона.


В каких пропорциях лучше добавлять пластификатор показано в видео:

Предыдущая

Виды штукатуркиВсе о штукатурке цементным раствором: характеристики, приготовление, нанесение

Следующая

Виды штукатуркиКак работать с глиняной штукатуркой: готовим и наносим смесь своими руками

Добавки в бетон / ПЛАСТИФИКАТОРЫ — БЕТОНоДОБАВКИ64 — ✆ 580-680 — г.

Саратов
Сравнительная таблица пластификаторов

Ассортимент пластифицирующих добавок:

 


Что такое пластификатор и для чего он нужен?

Пластификатор — это добавка в бетоны и цементные растворы, позволяющая увеличить текучесть и пластичность смеси при оптимальном водоцементного соотношения (т.е. не добавляя лишнюю воду в раствор)

За счет большей текучести раствор становится более плотным и прочным, а эти качества просто необходимы:

  • для изготовления изделий из бетона (например, тротуарной плитки),  т.к. увеличивается удобоукладываемость раствора, что гарантирует качественное распределение бетона по форме, заполняя все уголки и фактуру формы
  • для всех видов стяжек — стяжка будет более прочной, плотной и меньше будет подвержена растрескиванию
  • для стяжки, выполненной по теплому полу, т.к. при большей плотности увеличивается теплопроводность стяжки

 Пластификаторы бывают:

  • с ускорением твердения
  • без ускорения схватывания
  • воздухововлекающие
  • комплексные — с эффектами водонепроницаемости, морозостойкости
  • противоморозные

Часто встречающийся вопрос: «Чем то можно заменить пластификатор?»

Самый распространенный миф — что заменить пластификатор можно добавлением в раствор стирального порошка или моющего средства для посуды, например, фейри.

Однако,  моющие средства имеют очень сильный побочный эффект — пенообразование.

С такими «заменителями» пластификатора может быть и получится изготовить ячеистый (легкий) бетон, но не тяжелый! Пена способствует образованию пустот и пор, а они в сою очередь уменьшают плотность раствора и снижают его прочность (марочность). Для уличных условий это просто губительно. Спустя некоторое время (часто уже после 1-ой зимы), стяжки и изделия, выполненные с применением таких подручных заменителей, начнут просто напросто разрушаться (рассыпаться).

Наглядные примеры:

К тому же, фосфатные добавки, входящие в состав моющих средств, при попадании в цементную смесь приводят к сильному высолообразованию —  это белые разводы.

В специализированных же смесях (пластификаторах) содержатся нужные вещества в нужной концентрации.

Какой расход пластификатора?

Средний расход практически любого пластификатора в виде порошка — 250 грамм на 1 мешок цемента весом 50 кг. Если перерасчитать в денежном эквиваленте это 8-15 руб на каждые 50 кг цемента (разрыв связан с ценовой катеригорией разных видов пластификаторов).

Согласитесь, что это совсем не высокие расходы и при этом вы добьетесь таких показателей, как

КАЧЕСТВО

ПРОЧНОСТЬ

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ

ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

 

Все ссылки на добавки кликабельны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С-3  УП-2  УП-2М  Реламикс  УП-2ПБ  УП-3  УП-4  УСКОРИН  МИДЛ  ХИТ  ФРОСТ

Диспергатор НФ  ПластИЛ-У  УТБС СП-1  СП-3  Феррокрит Ультра  СТАНДАРТ ФЭСТ

 

Пластификаторы в Саратове. 

#пластификатордлябетона #суперпластификатор #гиперпластификатор #ускорителитвердениябетона #ускоритель #добавкивбетон #добавкивраствор

 

 

фталатов и их альтернатив | CHEManager

Лучше или просто иначе? - По мере того, как мир отходит от использования фталатов из-за их связи с воздействием на здоровье человека, крайне важно убедиться, что их заменители действительно улучшают ситуацию. Они?

Более 25 фталатов используются в коммерческих целях, каждый из которых придает уникальные свойства пластику, в который он включен.Из-за их широкого использования в потребительских товарах фталаты теперь встречаются повсюду в окружающей среде и в организме человека. По этой причине, а также исследования, связывающие фталатов с неблагоприятным воздействием на здоровье , страны по обе стороны Атлантики запретили некоторые из них.

Фон

Фталаты являются наиболее часто используемыми пластификаторами в мире, на их долю приходится более 80% из мировых производств пластификаторов , согласно пластификаторам.орг. Множество различных фталатов обеспечивают гибкость для PVC , а также для других продуктов, и их можно найти практически во всем, включая игрушки, автомобили, упаковку для пищевых продуктов, чистящие средства, косметику, строительные материалы, медицинские устройства, одежду и предметы домашнего обихода.

Восемь распространенных фталатов: дибутилфталат (DBP), диизобутилфталат (DIBP), бутилбензилфталат (BBP), ди-н-пентилфталат (DnPP), ди (2-этилгексил) фталат (DEHP), ди-н- октилфталат (DnOP), диизононилфталат (DINP) и 1,2-диизодециловый эфир (DIDP).

Источники и информация об альтернативах фталатным пластификаторам менее доступны, чем сами фталаты, но более десятка упоминается в различных отчетах, отраслевой литературе и статьях. Общие альтернативы включают гексамолл DINCH (DINCH), ацетилтрибутилцитрат (ATBC), диоктилтерефталат (DOTP), 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират (TXIB), триоктилтримеллитат (TOTM) и ди- (2- этилгексил) адипат (ДЭГА).

Фталаты не образуют ковалентных связей с продуктами, в которых они используются, и, следовательно, имеют потенциал выщелачивания, что приводит к возможному воздействию на человека .Поскольку фталаты повсеместно присутствуют в потребительских товарах, а многие товары для младенцев и детей традиционно изготавливаются из гибкого ПВХ, который может содержать до 60% пластификаторов по весу , возможность выщелачивания фталатов встревожила общественность и средства массовой информации. В результате ученые сосредоточились на том, представляют ли эти химические вещества неблагоприятный риск для здоровья человека.

Исследования показали, что определенных фталатов потенциально могут быть эндокринными разрушителями . Например, внутриутробное исследование беременных крыс, подвергшихся воздействию ди-н-гексилфталата (ДНГФ), привело к постоянным и дозозависимым вариациям репродуктивного развития самцов крыс (Saillenfait et al. 2009). Важно отметить, что эти побочные эффекты наблюдались при особенно высоких дозах - более чем в 100 раз превышающих дозы, которым мог бы когда-либо подвергнуться ребенок или беременная мать. В то время как большинство исследований, изучающих потенциальных эндокринно-разрушающих эффектов выбранных фталатов, было проведено на животных, лишь несколько исследований изучали влияние фталатов на репродуктивное развитие человека .Хотя некоторые исследования связывают отдельные фталаты с неблагоприятным воздействием на репродуктивную функцию человека, Информационный центр по фталатам сообщает, что нет надежных доказательств того, что фталаты вызвали проблемы со здоровьем человека в результате их предполагаемого использования.

Законодательство и запреты

Несмотря на противоречивые научные данные, в 1999 году растущее беспокойство и неуверенность в отношении потенциальных последствий для здоровья отдельных фталатов, особенно связанных с детьми, побудили Европейский Союз запретить использование шести фталатов в производстве детских игрушек: DINP, DEHP, DBP, BBP, DIDP и DnOP.

США последовали их примеру в 2008 году, приняв Закона о повышении безопасности потребительских товаров , запрещающего те же шесть фталатов в детских игрушках . Под давлением законодательства, общественных групп и средств массовой информации компании начали заменять фталаты альтернативными химическими веществами в своей продукции. Сегодня нефталатных пластификаторов растут в три раза быстрее, чем остальной рынок пластификаторов, и составляют более 10% всего мирового рынка.

Европейские власти классифицировали фталаты с тремя-шестью атомами углерода в основной цепи как Репродуктивные агенты категории 1B . По этой причине и исходя из принципа предосторожности, эти конкретные фталаты нельзя использовать в игрушках, предметах ухода за детьми или косметике. Эти же фталаты, которые включают DBP, BBP, DIBP и DEHP, признаны «веществами, вызывающими очень большую озабоченность» (SVHC) в соответствии с REACH и подлежат разрешению. Но разве альтернативы фталатам лучше?

Учитывая историю фталатов , можно было ожидать, что ученые и общественность в равной степени внимательно изучили бы эти альтернативы.Но что мы знаем об этих альтернативах и как они соотносятся с фталатами, которые они заменяют?

Чтобы помочь ответить на этот вопрос, на основе данных, собранных как для фталатов, так и для их альтернатив, мы сравнили различные токсикологические конечные точки и связанные с ними риски шести запрещенных фталатов и шести широко используемых альтернативных химических веществ ( DINCH, ATBC, DOTP, T XIB, TOTM, DEHA ). Учитывая, что эти альтернативы использовались чаще, удивительно, насколько мало внимания было уделено сравнению токсикологических свойств и свойств , основанных на оценке риска, этих двух групп химических веществ.

Фталаты обычно называют «токсичными». Однако, как известно всем токсикологам, от дозы образуется яд; то есть все соединения, включая воду, по своей природе токсичны, но количество, которому подвергаются люди, имеет значение. Прямая мера острой пероральной токсичности называется средней смертельной дозой , LD 50 . В общих чертах, LD 50 - это доза, от которой половина животных в токсикологическом исследовании умирает. На рисунке 1 показан LD 50 фталатов, а альтернативы обычно находятся где-то между сахаром и солью.Чем больше полоса, тем она менее токсична. Все фталаты и альтернативы превышают уровни, считающиеся очень токсичными.

Исторически основной проблемой для здоровья, связанной с воздействием фталатов, была связь с влиянием на развитие или эндокринную систему. На рисунке 2 сравнивается Уровни отсутствия наблюдаемых побочных эффектов токсичности для развития (NOAEL) для запрещенных фталатов и обычных альтернатив. УННВВ в данном случае представляет собой дозу, при которой в токсикологических исследованиях на крысах не наблюдалось неблагоприятных последствий для здоровья.Опять же, чем больше полоса, тем она менее «токсична». За исключением ДЭГФ, который на сегодняшний день является наиболее сильным токсином, вызывающим развитие в этой группе, существует ограниченная дифференциация между запрещенными фталатами и различными альтернативами.

Доступно больше точек для сравнения, включая способность этих веществ к биоаккумуляции и их рейтинг канцерогенности. Результаты аналогичны приведенным выше примерам.

Выводы

Во-первых, любой пластификатор, будь то фталат или его альтернатива, должен быть исследован на предмет его собственных свойств.Эти вещества не следует группировать по тому, есть ли в их названии фталат.

Во-вторых, перед заменой фталата альтернативой необходимо собрать достаточно данных, чтобы доказать, что альтернатива действительно является улучшением по сравнению с существующим продуктом. Мы оценили ряд токсикологических конечных точек в нашем исследовании (их слишком много, чтобы обсуждать здесь), но последовательно обнаружили, что данных по многим фталатам и альтернативам не хватает. Без данных трудно избежать «достойных сожаления замен».Мы также заметили, что альтернативы фталатам были не намного, если вообще, лучше, чем фталаты, которые они заменяли, с точки зрения оцененных токсикологических конечных точек.

Наконец, исходя из оцененных параметров, фталаты были далеко не такими «токсичными», как можно было бы ожидать от запрещенного химического вещества. Мы не обнаружили, что различные фталаты опасны при существующих уровнях воздействия.

Типы, использование, классификация, выбор и регулирование


ТЕГИ : ПВХ, пластификаторы и экологичность

Пластификаторы - это относительно нелетучие органические вещества (в основном жидкости).Когда они включены в пластик или эластомер, они помогают улучшить полимер:

  • Гибкость
  • Расширяемость и,
  • Технологичность

Пластификаторы увеличивают текучесть и термопластичность полимера за счет снижения вязкости полимерного расплава, температуры стеклования (Tg), температуры плавления (Tm) и модуля упругости готового продукта без изменения основных химических характеристик пластифицированного материала.

Использование пластификаторов


Пластификаторы - одни из наиболее широко используемых добавок в пластмассовой промышленности. Кроме того, они обычно дешевле других добавок, используемых при переработке полимеров.

Пластификаторы чаще всего используются в ПВХ, третьем по объему полимере после ПП и ПЭ. В свою очередь, ПВХ используется в широком ассортименте продукции. Примеры включают:

  • Непластифицированный ПВХ (или жесткий ПВХ) используется в таких приложениях, как трубы, сайдинг и оконные профили.
  • Пластифицированный ПВХ (или гибкий ПВХ) находит применение в автомобильной внутренней отделке, кабелях, пленках ПВХ, полах, кровлях и покрытиях стен и т. Д.

»Посетите раздел выбора полимерных добавок для всех марок пластификаторов!

Однако значительное количество пластификаторов также используется в полимерах, таких как акрил, ПЭТ, полиолефины, полиуретаны и т. Д. Пластификаторы также иногда используются в каучуках, но в этих случаях они используются в качестве наполнителей.

Продолжайте читать или нажмите на конкретную тему, чтобы узнать больше о:

Методы пластификации


Существует два основных метода пластификации:
  1. Внутренняя пластификация
    Полимер может быть пластифицирован изнутри путем химической модификации полимера или мономера, так что гибкость увеличивается.Он включает сополимеризацию мономеров желаемого полимера (имеющего высокую Tg) и пластификатора (имеющего низкую Tg), так что пластификатор является неотъемлемой частью полимерной цепи. Наиболее широко используемые мономеры-пластификаторы для внутренних целей:
    • Винилацетат
    • Винилиденхлорид

    Но этот метод ограничен: каждый сополимер подходит только для определенных требований гибкости


    Кроме того, сложность реакции может привести к увеличению времени реакции и увеличению затрат.Внутренне пластифицированные материалы демонстрируют температурную зависимость и нестабильность размеров при высоких температурах.

  2. Внешняя пластификация
    Это наиболее часто используемый метод пластификации, поскольку недорогие жидкие пластификаторы дают разработчикам рецептур свободу при разработке рецептур для ряда продуктов (от полужестких до очень гибких в зависимости от количества). Наиболее широко используемые внешние пластификаторы включают сложные эфиры, образующиеся в результате реакции кислот или ангидридов кислот со спиртами.Существует две основные группы внешних пластификаторов:
    • Первичный пластификатор увеличивает удлинение, мягкость и гибкость полимера. Они хорошо совместимы с полимерами и могут добавляться в больших количествах. Например: до 50% виниловых перчаток состоит из пластификаторов, которые делают ПВХ гибким и достаточно мягким для ношения.

    • Вторичный пластификатор - это пластификатор, который обычно нельзя использовать в качестве единственного пластификатора в пластифицированном полимере.Вторичные пластификаторы могут иметь ограниченную совместимость с полимером и / или высокую летучесть. Они могут содержать или не содержать функциональные группы, которые позволяют им сольватировать полимер при температурах обработки. Вторичные пластификаторы используются по-разному:
      • Снижение затрат
      • Снижение вязкости
      • Повышение платежеспособности
      • Увеличение смазывающей способности поверхности и
      • Улучшение свойств при низких температурах

    • Наполнители - это подмножество вторичных пластификаторов.Они обычно используются с первичными пластификаторами для снижения затрат на гибкий ПВХ общего назначения. В основном это недорогие масла, имеющие ограниченную совместимость с ПВХ. Их добавляют для снижения стоимости и в некоторых случаях для повышения огнестойкости. Примеры наполнителей включают нафтеновые углеводороды, алифатические углеводороды, хлорированные парафины, (огнестойкость) и другие.

Прочтите и узнайте больше о :

Обработка пластификаторами


Суспензионный ПВХ (S-PVC). Обычный метод производства ПВХ:
  • ПВХ, полученный в виде частиц размером 50-200 микрон
  • Более низкая стоимость формулы гибкого ПВХ
  • Полученные частицы ПВХ смешиваются с пластификаторами и могут быть экструдированы в гранулы, которые в дальнейшем используются для обработки посредством экструзии, каландрирования, литья под давлением…
  • Перерабатывающее оборудование обычно очень дорогое

Включение внешнего пластификатора в ПВХ-полимер увеличивает его гибкость.Добавление пластификатора в основном включает пять отдельных этапов:
  • Пластификатор, смешанный со смолой
  • Пластификатор проникает в частицы смолы и набухает
  • Полярные группы в смоле ПВХ освобождены друг от друга
  • Полярные группы пластификатора взаимодействуют с полярными группами на цепи ПВХ
  • Структура ПВХ восстанавливается При охлаждении с полным удержанием пластификатора

Потеря пластификатора \ Экссудация пластификатора


Несовместимость полимера и пластификатора может вызвать экссудацию. Существует несколько факторов, которые могут привести к миграции пластификатора с поверхности пластика (или внутрь или на подложку, к которой он плотно прилегает). контакта), таких как изменение температуры, влажности, механическое напряжение, атмосферные воздействия и т. д.

Потеря пластификатора может привести к снижению гибкости, охрупчиванию и растрескиванию.

Классификация пластификаторов


Пластификаторы обычно классифицируют по химическому составу. Можно понять влияние элементов конструкции (напр.грамм. различных спиртов в гомологическом ряду фталатов, адипатов и т. д.) на свойства пластификаторов и их влияние на основные полимеры.

Различные пластификаторы влияют на разные физические и химические свойства материалов. Следовательно, вам нужен конкретный пластификатор, чтобы изменять свойства в определенном направлении в соответствии с требованиями.


Существует несколько общих химических семейств пластификаторов, которые используются для модификации полимеров. Среди них наиболее часто используются:
  1. Сложные эфиры фталевой кислоты - Их получают путем этерификации фталевого ангидрида или фталевой кислоты, полученной окислением ортоксилола или нафталина.Наиболее часто используемые фталатные пластификаторы включают:
    1. DEHP: Ортофталат с низким молекулярным весом. По-прежнему самый широко используемый в мире пластификатор для ПВХ
    2. DINP, DIDP: Ортофталаты с высоким молекулярным весом

  2. Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты - К ним относятся такие химические вещества, как глутараты, адипаты, азелаты и себекаты. Они сделаны из алифатических двухосновных кислот, таких как адипиновая кислота и спирты.

  3. Бензоатные эфиры - Они представляют собой продукты этерификации бензойной кислоты и некоторых спиртов или диолов.

  4. Тримеллитатные эфиры - Их получают путем этерификации тримеллитового ангидрида (ТМА) и, как правило, спиртов C8-C10

  5. Полиэфиры - Они образуются в результате реакции многих комбинаций дикарбоновых кислот и дифункциональных спиртов.

  6. Цитраты - Это тетраэфиры, образующиеся в результате реакции одного моля лимонной кислоты с тремя молями спирта. Отдельная гидроксильная группа лимонной кислоты ацетилирована.

  7. Пластификаторы на биологической основе - Они основаны на эпоксидированном соевом масле (ESBO), эпоксидированном льняном масле (ELO), касторовом масле, пальмовом масле, других растительных маслах, крахмале, сахаре и т. Д.

  8. Прочее - Включает фосфаты, хлорированные парафины, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты и др.

При добавлении в полимер \ смолу эти пластификаторы обеспечивают следующие преимущества:

  • Они делают продукт более мягким, улучшают гибкость
  • Обработка становится возможной или проще
  • Пластифицированные изделия нелегко ломаются при низких температурах

Применение пластификаторов


Более 90% пластификаторов, используемых в термопластичных полимерах, используются в ПВХ. Рынок пластифицированного полимера и рынок пластифицированного ПВХ в значительной степени совпадают, хотя некоторые пластификаторы также используются в акриловых полимерах, полиуретанах, полистироле и даже полиолефинах.

Основное конечное использование:

Пленка и пленка


Продукция из гибкой ПВХ пленки и листа включает кровельные мембраны, геомембраны, обивку, багаж, рекламные вывески, покрытия для бассейнов и прочее.

Напольные покрытия


Гибкие полы из ПВХ включают эластичные листовые полы, композиционную виниловую плитку, роскошную виниловую плитку, ковровую плитку с виниловой основой.

Провод и кабель


Гибкий ПВХ - хороший электрический изолятор с хорошей технологичностью и полезным диапазоном рабочих температур, следовательно, он является идеальным материалом для электрических применений, таких как изоляция и оболочка для электрических проводников, изоляция для волоконно-оптических кабелей.

Ткани с покрытием

Ткани с синтетическим покрытием из ПВХ
обладают устойчивостью к атмосферным воздействиям, отличной прочностью и долговечностью.Используется в отраслях, которые поддерживают архитектуру, образ жизни, спорт, рекламу, оборону, горнодобывающую промышленность, пищевую промышленность и сельское хозяйство, автомобили и транспорт. Ассортимент продукции: брезент, палатки, уличная мебель и др.

Другие применения гибкого ПВХ:


  • Товары народного потребления - Одежда, обувь, упаковка
  • Медицинские - Пакеты с кровью, трубки для внутривенных вливаний, конструкции для сдерживания биологических опасностей, другие медицинские устройства
  • Non-PVC - Небольшие количества пластификаторов типа PVC используются в других полимерах, включая акрил, полиуретаны, полистирол

Большинство изделий из пластифицированного ПВХ - это товары длительного пользования, изделия с длительным сроком службы. Фталаты из-за их низкой летучести, низкой растворимости в воде, хорошей устойчивости к солнечному свету и экстремальным температурам, хорошей совместимости с полимером ПВХ и в целом хорошей устойчивости к биоразложению хорошо подходят для использования в таких продуктах. Примеры включают:
  • Гибкие кровельные мембраны из ПВХ
  • Геомембраны
  • Изоляция проводов и кабелей

Фталатные пластификаторы очень трудно заменить в этих конечных областях применения. Аналогичным образом, из-за их относительно высокой сольватирующей способности для полимера ПВХ и относительно низкой вязкости было обнаружено, что пластификаторы на основе фталата легче перерабатываются в гибкие соединения ПВХ по сравнению, по меньшей мере, с некоторыми заменителями фталата.

Обратите внимание, однако, что почти половина из 7 миллионов тонн пластификатора, используемого ежегодно, составляет DEHP, и DEHP, пластификатор общего назначения, может быть заменен во многих продуктах.

Фталатные пластификаторы и действующие правила


Фталаты обычно получают этерификацией фталевого ангидрида, полученного окислением ортоксилола.
Фталаты кажутся практически бесцветными со слабым запахом. Они имеют ограниченную растворимость в воде, но смешиваются со многими органическими растворителями (минеральное масло и т. Д.).)

Преимущества и ограничения фталатных пластификаторов


Льготы Ограничения
  • Это традиционный выбор, поскольку они устойчивы к экстракции, испарению и миграции
  • Фталаты обладают прочностью, гибкостью, атмосферостойкостью и способны выдерживать высокие температуры
  • Фталаты экономичны по сравнению с другими пластификаторами
  • В полимерах, таких как ПВХ, фталаты не связываются химически и не выщелачиваются из пластмасс, что приводит к их попаданию в окружающую среду
  • Некоторые фталатные пластификаторы могут представлять серьезную опасность для здоровья, поскольку являются канцерогенами и / или токсинами, вызывающими развитие
  • Некоторые фталаты могут накапливаться в организме человека в незначительных количествах

Применение фталатных пластификаторов


  1. Стоимость: Фталаты, которые использовались в качестве пластификаторов ПВХ с первых дней создания гибкого ПВХ, являются недорогими и эффективными. Обвал цен на нефть, начавшийся в 2015 году, еще больше снизил цены на нефтепродукты, в том числе фталатные эфиры. Некоторые заменители фталата, особенно продукты на биологической основе, за этот период показали рост цен на сырье, что привело к увеличению уже существующей разницы в стоимости.

  2. Производительность: Некоторые из (в настоящее время) наиболее широко используемых продуктов для замены фталата имеют ограничения по технологичности и долговечности.

  3. Поставка: Мировой рынок пластификаторов достаточно велик , более 7 миллионов тонн в год.Производственных мощностей для производства таких объемов заменителей фталата пока недостаточно.
    1. В электротехнике и электронике ПВХ, пластифицированный фталатом, используется для изоляции проводов и кабелей.
    2. Фталатные пластификаторы широко используются в строительных материалах на основе винила, таких как полы и настенные покрытия, чтобы придать им гибкость и долговечность.

Положения о фталатных пластификаторах


2001-2006 - DINP и DIDP безопасны для использования в текущих приложениях - Отчет ECPI

Результаты оценки риска для DINP и DIDP, опубликованные в апреле 2006 года, показывают, что эти вещества не представляют риск для здоровья человека или окружающей среды в любом из их текущих приложений.

2012 - Оценка рисков в Австралии подтверждает безопасность DIDP и DINP для игрушек - Отчет NICNAS

В 2012 году Департамент здравоохранения и старения Австралии обнаружил, что текущее воздействие DINP не указывает на угрозу для здоровья детей, даже рассмотрены самые высокие уровни воздействия.

В частности, в отчете делается вывод: «Текущие оценки риска не указывают на угрозу для здоровья в результате воздействия на детей DINP в игрушках и предметах ухода за детьми даже при самом высоком (разумно наихудшем) рассмотренном сценарии воздействия.”

В настоящее время в Австралии нет ограничений на использование DINP в игрушках и предметах ухода за детьми.

2013 - EC подтверждает безопасное использование DINP и DIDP во всех текущих потребительских приложениях - EC Report

Европейская комиссия (EC) пересмотрела ограничение на пластификаторы DINP (диизононилфталат) и DIDP (диизодецилфталат). Комиссия пришла к выводу, что «не было выявлено неприемлемого риска для использования DINP и DIDP в изделиях, кроме игрушек и предметов ухода за детьми, которые можно класть в рот» .

Комиссия поэтому пришла к выводу, что существующие ограничения DINP и DIDP в отношении игрушек и предметов ухода за детьми, которые могут быть помещены в рот, должны быть сохранены. Комиссия также пришла к выводу, что «в свете отсутствия каких-либо дополнительных рисков от использования DINP и DIDP, оценка потенциальных заменителей была менее уместной».

2014 - US CHAP снял запрет на DIDP, DNOP и запретил> 0,1% уровня DINP в продуктах по уходу за детьми - Отчет CPSC

U.S. Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) учредила Консультативную группу по хроническим опасностям (CHAP) для изучения и анализа потенциальных побочных эффектов фталатов, используемых в детских игрушках и товарах по уходу за детьми, на здоровье детей в соответствии с разделом 108 Закона о повышении безопасности потребительских товаров. 2008:

  • Три типа фталатов (DEHP, DBP, BBP) навсегда запрещены в любых количествах, превышающих 0,1%, в детских игрушках и некоторых предметах ухода за детьми.
  • Три дополнительных типа фталатов (DINP, DIDP, DNOP) были временно запрещены в любом количестве, превышающем 0.1%.

Компания CHAP представила свой отчет и рекомендовала следующие действия:
  • Постоянный запрет на DBP, BBP и DEHP остается без изменений; Кроме того, DIBP, DPENP, DHEXP и DCHP на уровнях более 0,1% должны быть добавлены к существующему списку постоянно запрещенных
  • Временный запрет на ДИНФ на уровне более 0,1% для детских игрушек и предметов ухода за детьми должен стать постоянным
  • Текущие запреты на DNOP и DIDP отменены
  • Использование DIOP на временной основе до тех пор, пока не будет доступно достаточно данных, чтобы определить, необходимо ли постоянное ограничение
  • В настоящее время никаких действий в отношении DMP, DEP и DPHP не предпринимается, но он побудил соответствующие агентства собрать «необходимые данные о воздействии и опасностях для оценки общего воздействия альтернатив фталату и оценки потенциальных рисков для здоровья».”

В начале администрации Обамы также были предприняты усилия по дальнейшему регулированию фталатов в соответствии с принятым в 1976 году законом о контроле над токсичными веществами (см. TSCA sec 5b). Однако этого так и не было сделано.

2017 - Предложение Датского EPA по DINP

После четвертой повторной подачи за два года досье Датского EPA, предлагающее классификацию DINP в качестве репродуктивного агента, было принято ECHA, и общественные консультации были начаты в апреле 2017 года.Несмотря на обширное предварительное тестирование, нормативные оценки и опубликованные научные обзоры, научные данные не подтверждают это предложение по классификации.

2018- ECHA RAC пришел к выводу, что DINP не требует классификации - ECHA News

Комитет по оценке рисков ECHA (RAC) пришел к выводу, что диизононилфталат (DINP) не гарантирует классификацию по репротоксическим эффектам в соответствии с Классификацией ЕС, маркировка и регулирование упаковки (CLP).

Компания RAC провела строгую оценку опасности в соответствии с правилами регламента CLP и пришла к выводу, что, учитывая отсутствие доказательств побочных эффектов, классификация не требуется. Среди предыдущих нормативных оценок оценка новых научных данных ECHA, одобренная Европейской комиссией в 2014 году, пришла к выводу, что DINP можно безопасно использовать во всех текущих приложениях . Все соответствующие данные включены в регистрационные досье DINP REACH, которые были обновлены в 2015 и 2016 годах.

Узнайте больше о фталатных пластификаторах в деталях:

DEHP - Диэтилгексилфталат


Ди-2-этилгексилфталат (DEHP, формула: C 6 H 4 (C 8 H 17 COO) 2 ) представляет собой орто-фталат с низкой молекулярной массой, полученный этерификацией фталевого ангидрида с 2-этил-гексанол. Это нелетучая вязкая жидкость без цвета и запаха, растворимая в масле, но не в воде. Из-за низкой стоимости и в целом хороших характеристик DEHP широко используется в качестве пластификатора при производстве изделий из ПВХ.

Структура DEHP


Преимущества DEHP

  • Он обеспечивает хорошее гелеобразование, удовлетворительные электрические свойства и помогает производить высокоэластичные соединения с приемлемой хладостойкостью.
  • Он показывает довольно хорошую гибкость при низких температурах и некоторую устойчивость к высоким температурам.

Ограничения DEHP

  • ДЭГФ внесен в список МАИР как канцероген для человека
  • В некоторых исследованиях ДЭГФ использовался как имитатор гормонов и как токсин, вызывающий развитие.
  • В ЕС DEHP считается SVHC (вещество, вызывающее очень большую озабоченность) в соответствии с законодательством REACH и не может использоваться в большинстве продуктов
  • Легко экстрагируется в неполярные растворители (масла и жиры в пищевых продуктах, упакованных в ПВХ).Поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешает использование упаковки, содержащей ДЭГФ, только для пищевых продуктов, которые преимущественно состоят из воды

Приложения DEHP

  • Промышленные изделия из ПВХ, сополимеров винилхлорида и винилацетата
  • Медицинские устройства, такие как катетеры, трубки и т. Д.
  • При разработке различных рецептур, от стеклообразных композиций до мягких и очень гибких материалов
  • Использование сокращается из-за опасений по поводу его воздействия на здоровье человека, но ДЭГФ по-прежнему является наиболее широко используемым пластификатором в мире.
Температура плавления
−50 ° С
Точка кипения
250 - 257 ° C при 0.5 кПа
DEHP Замена

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат, являются наиболее популярными заменителями ДЭГФ. Они менее совместимы с ПВХ, но их низкая стоимость и долгая история использования коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими более 8 атомов углерода, имеют ограниченную совместимость с ПВХ. Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат менее 8 атомов углерода, имеют проблемы с летучестью.Узнайте о некоторых преимуществах и ограничениях эфира терефталата в таблице ниже.

Стоимость Низкий
Совместимость с полимером ПВХ Ярмарка
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе Ярмарка
Гибкость при низких температурах Хорошо
Растворимость пластификатора От удовлетворительного к хорошему
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Ярмарка
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Выбор

DEHP постепенно отменяется по техническим причинам, таким как потеря производительности с течением времени, регулирование и т. Д.Его постепенно заменяют DINP (и DIDP). Пластификаторы HMW особенно полезны для применений, требующих длительного срока службы или долговечности. Технологичность, производительность, доступность и экономичность сделали DINP фталатом «общего назначения», таким как DEHP или DIDP. Таким образом, DINP представляется альтернативой большинству применений DEHP.

DINP- диизононилфталат


Диизононилфталат (DINP, формула: C 26 H 42 O 4 ) представляет собой орто-фталат с высоким молекулярным весом, получаемый этерификацией фталевого ангидрида изонониловым спиртом в замкнутой системе.Это почти бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Он очень слабо растворим в воде, но растворим в спиртах, гексане и т. Д., При этом он смешивается и совместим со всеми мономерными пластификаторами, используемыми в составах ПВХ.

Структура DINP


Преимущества DINP

  • Обеспечивает гибкость и долговечность виниловых изделий
  • Хорошие характеристики как при низких, так и при высоких температурах
  • Менее летучий, чем DEHP
  • Хорошая платежеспособность приводит к хорошим характеристикам переработки гибкого ПВХ

Приложения DINP

  • Широко применяется в помещениях и на открытом воздухе.Поскольку он менее летуч, он эффективен в тех случаях, когда продукты подвергаются относительно высоким температурам и нуждаются в большей устойчивости к разложению
  • DINP помогает изделиям из винила противостоять многим погодным условиям, делает их водонепроницаемыми и обеспечивает высокую теплоизоляцию и долговечность.
  • DINP комбинируется с порошком ПВХ производителями напольных покрытий для производства мягких и гибких готовых изделий
Температура плавления
-43 ° С (-45 ° F, 230 К)
Точка кипения
244-252 ° С при 0.7 кПа
Температура вспышки
221 ° C (куб.см)

DIDP - диизодецилфталат


Диизодецилфталат (DIDP, формула: C 28 H 46 O 4 ) представляет собой ортофталат с высоким молекулярным весом. Это смесь соединений, полученных в результате этерификации фталевой кислоты и изомерных дециловых спиртов. Это прозрачная жидкость без цвета и запаха. Он растворим в большинстве органических растворителей, но не растворим в воде.

Структура ДИДП


Льготы DIDP

  • Повышает гибкость пластикового / пластикового покрытия
  • Более прочный (менее летучий, менее экстрагируемый водой), чем DINP
  • Его хорошая термостойкость и электрическая изоляция делают его предпочтительным выбором для термостойких электрических шнуров, салонов автомобилей и полов из ПВХ.

Ограничения DIDP

  • Разветвленная структура алкильной цепи DIDP делает его восприимчивым к окислению при более высоких температурах, что может привести к разложению ПВХ
  • Он имеет более низкую пластифицирующую способность, чем ДОФ, и его необходимо использовать в более высоких концентрациях для достижения идеального пластифицирующего эффекта
Температура плавления
−50 ° С
Точка кипения
250–257 ° C при 0.5 кПа
Приложения DIDP

  • DIDP широко используется в составах проводов и кабелей, а также для производства внутренней отделки автомобилей
  • Покрытия для мебели, кухонной посуды, фармацевтических таблеток, пищевых оберток и многих других предметов состоят из пластификаторов DIDP

DBP - Дибутилфталат


Дибутилфталат (DBP, формула: C 16 H 22 O 4 ) получают из н-бутанола и изобутанола, соответственно, которые являются побочными продуктами при производстве 2-этилгексанола.По внешнему виду он от бесцветного до бледно-желтого.

Структура ДАД


Основные ограничения ДАД

  • Низкая молекулярная масса делает их слишком летучими для большинства применений
  • Было обнаружено, что герметики для окон из ПВХ, используемые в качестве сельскохозяйственных пленок, выделяют пары ДБФ, которые вредны для некоторых видов тепличных культур.
Температура плавления
-35 ° С (-31 ° F, 238 К)
Точка кипения
340 ° С (644 ° F, 613 К)
Температура вспышки
157 ° C (закрытая чашка)
Приложения DBP

ДАД обычно используется в смесях с другими пластификаторами в качестве усилителя растворимости в гибких ПВХ-компаундах, которые имеют низкую требования к температуре обработки.

Пластификаторы терефталатные


Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат , являются наиболее популярными заменителями для DEHP . Их невысокая цена и долгая история использования коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

В таблице ниже указаны некоторые преимущества терефталатных пластификаторов.

Стоимость Низкий
Совместимость с полимером ПВХ Ярмарка
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе Ярмарка
Гибкость при низких температурах Хорошо
Растворимость пластификатора От удовлетворительного к хорошему
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Ярмарка
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими на более 8 атомов углерода , имеют ограниченную совместимость с ПВХ .

Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат на менее 8 атомов углерода , имеют проблемы с летучестью .

Другие фталатные пластификаторы


Обратите внимание, что изоалкилфталаты (например, DIOP, DIUP, DTDP) не имеют метильного ответвления на предпоследнем атоме углерода алкильной цепи. Для алкильных групп, содержащих 6 или более атомов углерода, префикс «изо» по соглашению просто означает «разветвленный».

См. Структуры в следующей таблице.

Пластификатор Структура Дополнительная информация
Бутилбензилфталат

Температура плавления: −35 ° C (−31 ° F, 238 K)
BP: 370 ° C (698 ° F, 643 K)

C 19 H 20 O 4

Это сложный эфир фталевой кислоты, бензилового спирта и н-бутанола.Этот фталат часто используется в качестве пластификатора для пенопласта, которые часто используются в качестве виниловых напольных покрытий / плитки и в автомобильной промышленности.
Диизогептилфталат (DIHP)

C 22 H 34 O 4

Диизогептилфталат состоит из химических соединений, содержащих различные изогептиловые эфиры фталевой кислоты.
Дигексилфталат (DHP)

Температура плавления: от -28 до -27 ° C
BP: 350 ° C

C 6 H 4 (COOC 6 H 13 ) 2

Алкильные боковые цепи могут содержать некоторые разветвления
Диизооктилфталат (ДИОП)

Точка плавления: от -28 до -27 ° C
BP: 350 ° C

C 24 H 38 O 4

Это прозрачная маслянистая жидкость со слабым запахом, более плотная и частично растворимая в воде.Его получают реакцией фталевого ангидрида с изооктанолом в присутствии кислотного катализатора.
Диизо-ундецилфталат (DIUP)

Температура плавления: от -28 до -27 ° C
BP: 350 ° C


DIUP представляет собой фталат с высоким молекулярным весом. Будучи энергонезависимым, он широко используется для высокотемпературных применений, таких как изоляция термостойких кабелей. DIUP менее подвержен запотеванию, чем DEHP.
Диметилфталат (DMP)

Температура плавления: 2 ° C (36 ° F, 275 K)
BP: 283–284 ° C

C 10 H 10 O 4

DMP представляет собой диметиловый эфир 1,2-бензолдикарбоновой кислоты.Это бесцветная жидкость с легким ароматным запахом.
Диизотридецилфталат (DTDP)

Температура плавления: от -28 до -27 ° C
BP: 350 ° C

C 34 H 58 O 4

DTDP - диалкилфталат наивысшего веса, используемый в качестве пластификатора. Он широко использовался в качестве высокотемпературного пластификатора для ПВХ до появления тримеллитатов. Для компаундирования с ПВХ требуются высокие температуры обработки.

Альтернативные пластификаторы


Выбор заменителя фталата (если таковой имеется) обычно основывается на нескольких критериях. К ним относятся:
  1. Стоимость
  2. Ожидаемые условия воздействия на готовую продукцию в течение срока ее службы. К ним относятся совместимость, атмосферостойкость на открытом воздухе, гибкость при низких температурах и т. Д.
  3. Ограничения условий обработки, такие как низкие температуры обработки или высокие скорости обработки

Для решения этой проблемы можно использовать следующие пластификаторы:

  • Стоимость - Насыщенные кольцами фталаты, DOTP, некоторые производные растительного масла (например,грамм. ESBO)

  • Совместимость - Бензоаты / дибензоаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты, тримеллитаты

  • Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе - Тримеллитаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты (в зависимости от ожидаемого срока службы)

  • Гибкость при низких температурах - Сложные эфиры алифатических двухосновных кислот, некоторые производные растительных масел (например, сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, сложные моноэфиры жирных кислот)

  • Растворимость пластификатора - Бензоаты / дибензоаты, некоторые производные растительных масел (например,грамм. сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, моноэфиры жирных кислот), TXIB

  • Огнестойкость - Эфиры фосфорной кислоты (только)

  • Работа при высоких температурах - Тримеллитаты, некоторые производные растительного масла (например, см. Продукты Dow Ecolibrium)

  • Низкая вязкость пластизола - Эфиры бензоата (не дибензоаты), TXIB, эфиры двухосновных алифатических кислот

  • Устойчивость к экстракции растворителем - Полиэфиры

  • Устойчивость к гидролизу - Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Узнайте больше об альтернативных пластификаторах в деталях:

Пластификаторы адипата


В применениях ПВХ адипаты обладают улучшенными низкотемпературными свойствами по сравнению с фталатами аналогичных длина алкильной цепи.

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство. Эти пластификаторы обычно классифицируются как полиэфиры, а не адипаты. Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

»Посмотреть здесь все коммерчески доступные адипаты

Преимущества адипатов

Ознакомьтесь с приведенной ниже таблицей, чтобы узнать о преимуществах полимерных пластификаторов.
Стоимость Умеренно высокий
Совместимость с полимером ПВХ От удовлетворительного к хорошему
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От среднего к бедному
Гибкость при низких температурах Хорошо
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах От среднего к бедному
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем От удовлетворительного к хорошему
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Ограничения по использованию пластификаторов адипата

  • Пластификаторы адипата более летучие, хуже плавятся и совместимы с ПВХ.
  • Дороже по сравнению с некоторыми другими альтернативными пластификаторами.
  • Обычно используется в смесях с высоким содержанием фталатов для обеспечения оптимальных пластифицирующих свойств.
  • Обладают более высокими показателями миграции.

Бензоатные пластификаторы


Бензоатные и дибензоатные эфиры являются пластификаторами для ПВХ с высокой степенью сольватации. Из-за их высокой летучести монобензоаты обычно используются только в качестве добавок, повышающих растворимость или снижающих вязкость, в гибком ПВХ.Дибензоатные пластификаторы ценятся в первую очередь за их высокую растворимость, но они защищают от фталатных пластификаторов низкотемпературные свойства и характеристики вязкости пластизоля. И бензоатные, и дибензоатные пластификаторы часто используются в смесях с другими пластификаторами.

Некоторые общие преимущества и ограничения бензоат / дибензоатных эфиров можно найти в таблице ниже.

Стоимость Умеренная
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От плохого к хорошему
Гибкость при низких температурах От плохого к хорошему
Растворимость пластификатора Отлично
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Низкая вязкость пластизоля От плохого к хорошему
Устойчивость к экстракции растворителем От плохого к удовлетворительному
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Бензоатные пластификаторы Характеристики

  • Бензоаты также действуют как технологические добавки
  • Дисплей с отличной стойкостью к пятнам
  • Хорошая стойкость к извлечению масла
  • Высокая сольватирующая способность и низкий молекулярный вес дают этим пластификаторам преимущества при переработке за счет снижения температур обработки
  • Некоторые из них обладают хорошей устойчивостью к УФ-лучам

Ограничения по использованию бензоатных пластификаторов

  • Бензоаты по своей природе очень летучие
  • Множество уникальных химикатов с разными характеристиками
  • Дибензоаты обладают пониженной низкотемпературной гибкостью
  • Дибензоаты обладают плохой текучестью пластизоля

Применение пластификаторов бензоата

  • Бензоаты обладают оптимальными характеристиками в ПВХ и других термопластичных полимерах
  • Во многих областях применения бензоаты используются как часть смеси пластификаторов, чтобы уменьшить проблемы, возникающие при переработке
  • Бензоаты (особенно дибензоаты) используются в некоторых гибких полах из ПВХ (упругие полы)

Тримеллитатные пластификаторы


Тримеллитовый ангидрид (ТМА) представляет собой трикарбоновую кислоту, аналогичную структуре фталевого ангидрида или кислоты.

Сложные эфиры тримеллитата используются в первую очередь из-за их низкой летучести и высокой стойкости. Коммерческий тримеллитовый ангидрид (исходный материал для производства тримеллитата) обычно содержит очень небольшое количество фталевого ангидрида, поэтому, строго говоря, пластификаторы тримеллитата часто не являются «альтернативой фталату».

В таблице ниже указаны некоторые преимущества этих пластификаторов.

Стоимость Умеренно высокий
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От удовлетворительного к хорошему
Гибкость при низких температурах От удовлетворительного к хорошему
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Отлично
Низкая вязкость пластизоля Плохо
Устойчивость к экстракции растворителем Ярмарка
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Преимущества и ограничения тримеллитатных пластификаторов

Пластификаторы тримеллитат имеют более низкую летучесть, лучшую устойчивость к извлечению и хорошую технологичность по сравнению с фталатами.

Тримеллитаты нельзя отнести к пластификаторам, не содержащим фталатов, поскольку в них были обнаружены следы фталатов.

Применение тримеллитатов

Тримеллитаты используются в составах ПВХ , например, в качестве изоляции проводов, прокладок и некоторых деталей для внутренней отделки автомобилей, рассчитанных на высокие температуры.

Цитратные пластификаторы


Эфиры цитрата используются во многих игрушках из ф-ПВХ. Их ценят, потому что они являются «натуральными» продуктами, которые могут иметь высокое содержание биологических веществ (в зависимости от того, как они сделаны) и обладают низкой токсичностью.Некоторые типичные свойства цитратов указаны в таблице ниже.
Стоимость Высокая
Совместимость с полимером ПВХ Ярмарка
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От среднего к бедному
Гибкость при низких температурах От удовлетворительного к хорошему
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание от нуля до высокого
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах От плохого к удовлетворительному
Низкая вязкость пластизоля От плохого к удовлетворительному
Устойчивость к экстракции растворителем Ярмарка
Устойчивость к гидролизу От плохого к удовлетворительному
Цитратные пластификаторы Преимущества

  • Сложные эфиры / цитраты лимонной кислоты имеют некоторые прямые зазоры с пищевыми добавками, а также непрямые зазоры в ПВХ Они обеспечивают хорошую производительность и отличную гибкость при низких температурах
  • Обеспечивает хорошую тепло- и светостойкость
  • Они могут быть частично на биологической основе
  • Эфиры лимонной кислоты нетоксичны и одобрены FDA для использования в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами

Основные ограничения

  • Цитратные пластификаторы очень летучие, и значительное количество теряется из-за этого свойства
  • Цитратам не хватает стойкости, и поэтому они не используются в упругих устройствах, таких как кабели, полы или кровля
  • Увеличивает запотевание при нанесении пленки

Применение цитратных пластификаторов

  • Цитраты / сложные эфиры лимонной кислоты используются для пластификации виниловых смол в игрушках, медицинских устройствах и пустышках для младенцев
  • Цитраты, одобренные FDA, находят применение в пленках для упаковки пищевых продуктов
  • Они также используются в фармацевтических препаратах
  • Цитраты совместимы с такими полимерами, как ПВХ, ПВС, ПВБ, полипропилен
  • Сложные эфиры лимонной кислоты также используются в качестве ингибиторов пенообразования

Пластификаторы прочие


Фосфаты

Пластификаторы на основе эфиров фосфорной кислоты используются в основном для придания огнестойкости ф-ПВХ.Некоторые фосфатные пластификаторы также используются для улучшения устойчивости ПВХ-компаундов к ультрафиолетовому излучению (атмосферостойкость на открытом воздухе). Обычно они не используются в качестве первичных пластификаторов для ПВХ.
Стоимость Высокая
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От удовлетворительного к хорошему
Гибкость при низких температурах От плохого к удовлетворительному
Растворимость пластификатора Хорошо
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Хорошо
Работа при высоких температурах Ярмарка
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка

Триарил и алкилдиарилфосфаты являются наиболее важной категорией огнестойких фосфатных пластификаторов, используемых с ПВХ, в частности, для обеспечения огнестойкости и / или низкого образования дыма.Фосфаты являются первичными пластификаторами для ПВХ и могут использоваться в качестве единственных пластификаторов или в составе оптимизированной по стоимости смеси.

Триарилфосфаты обладают отличной огнестойкостью и низкой летучестью; однако они обладают меньшей гибкостью при низких температурах. Сложные эфиры алкилдиарилфосфата обладают хорошей низкотемпературной гибкостью, но более летучие и обладают более низкой огнестойкостью, чем триариловые эфиры. Обычно ограничиваются применениями, требующими повышенных характеристик пламени и дыма, некоторые фосфаты были одобрены в правилах для пищевых продуктов и медицинских устройств.

Хлорированные парафины

Хлорированные парафины получают хлорированием углеводородов и состоят на 30-70% из хлора. Они обладают низкой летучестью и действуют как антипирены из-за присутствия хлора.

Хлорированные парафины обладают высокой химической стабильностью и влагостойкостью, но термически нестабильны, что ограничивает их применение при температурах обработки в пределах 175 ° C. Следовательно, для более высоких температур обработки требуется добавление других стабилизаторов.Известно, что чем выше содержание хлора, тем слабее пластифицирующий эффект хлорированных парафинов для ПВХ.

Варианты насыщенных колец сложных эфиров фталовой кислоты (например, DINCH)

Пластификаторы, такие как DINCH (диизонониловый эфир циклогексан-1,2-диокислоты), ценятся как фталатные аналоги без (доказанных) вредных воздействий на здоровье человека. Они имеют относительно низкую сольватирующую способность для ПВХ, а совместимость с ПВХ является защитной по сравнению с их фталатными аналогами. Диалкилфталаты с более высокой молекулярной массой становятся все более несовместимыми с ПВХ.
Стоимость Умеренная
Совместимость с полимером ПВХ Ярмарка
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе Ярмарка
Гибкость при низких температурах Хорошо
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Плохо
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты ценятся за их химическую стойкость, особенно стойкость к гидролизу.Они продвигаются как пластификаторы общего назначения. Производителей этой продукции относительно немного.
Стоимость Умеренная
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе Хорошо
Гибкость при низких температурах Ярмарка
Растворимость пластификатора Хорошо
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Ярмарка (как DEHP)
Низкая вязкость пластизоля Хорошо
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Хорошо
Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты используются в первую очередь из-за хороших низкотемпературных свойств, которые они придают гибким ПВХ-соединениям.Они являются очень эффективными пластификаторами, а многие из них - эффективными депрессантами вязкости пластизоля. Некоторые могут содержать биологические материалы. Недостатками являются их относительно плохая совместимость с ПВХ и относительно низкая сольватирующая способность.
Стоимость Умеренная
Совместимость с полимером ПВХ Ярмарка
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От плохого к удовлетворительному
Гибкость при низких температурах Отлично
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Плохо
Низкая вязкость пластизоля Отлично
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка
Сложные эфиры полиолкарбоновой кислоты

Стоимость Умеренно высокий
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Гибкость при низких температурах Хорошо
Растворимость пластификатора Хорошо
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах От удовлетворительного к хорошему
Низкая вязкость пластизоля От удовлетворительного к плохому
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Полимерные пластификаторы

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство.Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.
Стоимость Высокая
Совместимость с полимером ПВХ Хорошо
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе От удовлетворительного к плохому
Гибкость при низких температурах От удовлетворительного к плохому
Растворимость пластификатора Ярмарка
Биологическое содержание Обычно нет
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах От удовлетворительного к хорошему
Низкая вязкость пластизоля Плохо
Устойчивость к экстракции растворителем От удовлетворительного к хорошему
Устойчивость к гидролизу От удовлетворительного к хорошему
Эпоксидные смолы

С химической точки зрения эпоксидные пластификаторы представляют собой сложные эфиры, которые содержат одну или несколько эпоксидированных двойных связей.Примеры включают эпоксидированное соевое масло (ESBO) и эпоксидированное льняное масло (ELO) . Окисление олефиновой двойной связи до оксирановой структуры приводит к образованию эпоксидных групп. Наличие эпоксидной группы помогает этим пластификаторам улучшать термостойкость производимых изделий из ПВХ. При более высоких концентрациях эпоксидные пластификаторы иногда несовместимы с ПВХ.
Прочие алифатические эфиры двухосновных кислот

В этой категории наиболее часто применяемыми пластификаторами являются ди-2-этилгексилсебацинат (DOS), ди-2-этилгексилазелат (DOZ) и диизодецилсебацинат (DIDS).По сравнению с адипатами эти пластификаторы обладают превосходными низкотемпературными характеристиками, и их использование ограничено применениями, требующими чрезвычайно низкой температурной гибкости. Как и адипаты, они имеют ограниченную совместимость с ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе


В рамках перехода на экологически чистые ингредиенты пластификаторы на биологической основе продолжают приобретать все большее значение. Будучи основанными на биологических веществах, они предлагают двойное преимущество: они являются альтернативой фталату, а также снижают нашу зависимость от сырья на основе ископаемого топлива.Обычное сырье для этого класса пластификаторов упоминается ниже.
Как следует из названия, пластификаторы на биологической основе в основном основаны на:
  • Эпоксидированном соевом масле (ESBO)
  • Масло льняное эпоксидированное (ELO)
  • Касторовое масло
  • Пальмовое масло
  • Масла растительные прочие
  • Крахмалы
  • Сахара (включая сложные эфиры изосорбидов)
  • другие

Есть еще несколько пластификаторов на основе изосорбидов и алкановых кислот из возобновляемых источников. Изосорбидные диэфиры являются нетоксичной альтернативой фталатам и обладают многообещающими свойствами для ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе, полученные из природных / возобновляемых источников, иногда легко допускаются для использования в контакте с пищевыми продуктами и в медицине. Пластификаторы этой категории могут быть легко включены в игрушки и продукты для прорезывания зубов для младенцев. Некоторые из них также нашли применение в изоляции и оболочке проводов, в бытовых и потребительских товарах, в напольных покрытиях, подложках для ковровых покрытий и других конечных применениях в строительстве.

Ниже приведены преимущества производных растительного масла - эпоксидов.

Стоимость От умеренного до очень высокого
Совместимость с полимером ПВХ От удовлетворительного к хорошему
Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе Ярмарка
Гибкость при низких температурах От плохого (сложные эфиры триглицеридов жирных кислот) до хорошего
Растворимость пластификатора От плохого (сложные эфиры триглицеридов жирных кислот) до хорошего
Биологическое содержание Обычно высокий
Огнестойкость Плохо
Работа при высоких температурах Хорошо (триглицериды)
Низкая вязкость пластизоля От плохого (сложные эфиры тригликеридов) до хорошего
Устойчивость к экстракции растворителем Плохо
Устойчивость к гидролизу Ярмарка

Производные растительного масла являются наиболее широко используемыми пластификаторами типа натуральных продуктов.Продукты, состоящие из эфиров триглицеридов и ненасыщенных жирных кислот (например, соевого масла, льняного масла), в которых двойные связи в остатках жирных кислот, как правило, эпоксидированы, были коммерческими продуктами в течение десятилетий.

К недостаткам относятся:

  • Низкая сольватирующая способность
  • высокой вязкости и
  • Плохие низкотемпературные свойства

Другие производные растительного масла (например, сложные моноэфиры, полученные из жирных кислот, полученных из растительного масла, или ацетилированные моноглицериды, полученные из растительных масел), могут иметь лучшую растворимость, совместимость и низкотемпературные свойства, но могут иметь высокую летучесть.Обратите внимание, что есть много видов производных растительных масел, которые используются в качестве пластификаторов.

Выбор пластификаторов и нормативные обновления


При выборе пластификатора общего назначения для ПВХ необходимо проверить следующие основные атрибуты:
  1. Нормативный допуск - безопасен для использования и безопасен в использовании
  2. Хорошая совместимость
  3. Рентабельность
  4. Устойчив к ультрафиолетовому излучению
  5. Длительный срок службы и благоприятная экологическая оценка LCA
  6. Термостойкость с высокой продолжительностью

Регулирование является важным фактором принятия решений при выборе пластификаторов

В последние годы было много дискуссий о фталатных пластификаторах.Но на самом деле не все фталаты запрещены.

Например, ни в США (федеральное законодательство и законодательство штатов), ни в ЕС использование всех фталатных пластификаторов специально не запрещено в любых продуктах из пластифицированного ПВХ.

Мы уже обсуждали недавний нормативный статус в отношении фталатных пластификаторов в изделиях для ухода за детьми ... читать здесь

Существуют также федеральные правила (не законы) для пластификаторов, используемых в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами, и в медицинских устройствах:

  • Только определенные пластификаторы предварительно одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для использования в гибких изделиях из ПВХ, используемых в различных областях, связанных с пищевыми продуктами (см. Свод федеральных правил USFDA, раздел 21, часть 177, Косвенные пищевые добавки - полимеры).
  • Аналогичным образом, гибкие медицинские изделия из ПВХ могут содержать (и часто содержат) фталатные пластификаторы (гибкий ПВХ I.V. трубки, пакеты для крови и смотровые перчатки чаще всего содержат DEHP), если готовый продукт соответствует требованиям сертификации
  • Внесено в список Предложение 65 штата Калифорния


    На уровне штата некоторые фталатные пластификаторы перечислены в Положении 65 Калифорнии. Этот список означает, что химическое вещество, «известное в штате Калифорния, как вызывающее рак, врожденные дефекты или нарушение репродуктивной функции». Он не запрещает использование перечисленных химических веществ или предметов, содержащих это химическое вещество, в штате Калифорния, а также не обязательно устанавливает требования к маркировке предметов, содержащих химические вещества, перечисленные в Предложении 65.

    Если можно продемонстрировать, что гибкий ПВХ-продукт, содержащий (перечислено в предложении 65) пластификатор ДЭГФ, например, не может подвергать потребителя воздействию ДЭГФ, превышающего максимально допустимый суточный предел (установленный штатом Калифорния), маркировка не требуется. В Калифорнии.

    Пластификаторы в Европе


    В ЕС существует более систематический подход к химическому регулированию. Согласно протоколу REACH для оценки химических веществ, используемых в торговле, определенные фталаты (включая DEHP, наиболее широко используемый пластификатор в мире) были фактически запрещены к производству, импорту и использованию в ЕС.Некоторые другие фталаты большого объема, включая DINP и DIDP, были полностью одобрены для использования во всех их текущих применениях.

    Регуляторный статус пластификаторов
    Источник: ExxonMobil
    (Нажмите на изображение, чтобы увеличить)

    Риски и альтернативы фталату | Центр усовершенствованной инженерии жизненного цикла

    Большинство фталатов, используемых в электронике, представляют собой ортофталаты с низким молекулярным весом, которые, как было доказано, оказывают серьезное воздействие на здоровье, и, как следствие, становятся регулируемыми.CALCE интересовалась производительностью и надежностью новых альтернативных материалов, которые соответствуют законодательству, и предлагала потенциальные альтернативы фталатным пластификаторам, включая заменители на биологической основе и термопластичные эластомеры.

    CALCE много лет занимается проблемами здоровья и окружающей среды, а также Законодательством, связанным с электронными материалами. Некоторые исследования соответствия критически важной для безопасности и надежности электроники, а также исключения из ограничений RoHS опубликованы профессором Майклом Пехтом.Этот веб-сайт создан в основном на основе недавно опубликованной статьи профессора Пехта «Фталаты в электронике: риски и альтернативы». Чтобы найти дополнительную информацию о вышеупомянутых публикациях и других связанных статьях, пожалуйста, обратитесь к следующим обобщенным ссылкам.

    Во многих статьях рассматривается проблема фталатов для здоровья и окружающей среды, поскольку считается, что некоторые фталаты влияют на белки рецепторов гормонов и ферменты, которые участвуют в синтезе или активации гормонов.Некоторые из статей были посвящены проблемам со здоровьем и окружающей средой в связи с утечкой фталатов, другие были посвящены миграции от фталатов к нефталатам и обновлению ограничений в отношении фталатов. Статьи сгруппированы по различным темам, и число в квадратных скобках перед авторами каждой статьи представляет собой ссылочный номер, цитируемый на этом веб-сайте.


    [2] Д. Лян, Т. Чжан, Х. Фанг и Дж. Хе, «Биоразложение фталатов в окружающей среде», Прикладная микробиология и биотехнология, Vol.80, No. 2, pp. 183-198, 2008.

    [6] Х. Фредериксен, Н. Скаккебек и А. Андерссон, «Метаболизм фталатов у человека», Molecular Nutrition & Food Research, Vol. 51, No. 7, pp. 899-911, 2007.

    [11] К. Бойзен, М. Калева, К. Майн, Х. Виртанен, А. Хаависто, И. Шмидт, М. Челлакути, И. Дамгаард, К. Мау, М. Реунанен, Н. Скаккебек и Дж. Топпари, «Разница в распространенности врожденного крипторхизма у младенцев в двух скандинавских странах», The Lancet, Vol.363, No. 9417, pp. 1264-1269, 2004.

    [12] E. Huyghe, P. Plante и P. Thonneau, "Вариации рака яичка во времени и пространстве в Европе", European Urology, Vol. 51, No. 3, pp. 621-628, 2007.

    [13] Р. Прейкша, Б. Жилайтене, В. Матулявичюс, Н. Скаккебек, Й. Петерсен, Н. Йоргенсен и Й. Топпари, «Распространенность врожденного крипторхизма в Литве выше, чем ожидалось: исследование 1204 мальчиков. при рождении и через 1 год наблюдения, "Репродукция человека, Vol.20, No. 7, pp. 1928-1932, 2005.

    [14] K. Boisen, M. Chellakooty, I. Schmidt, C. Kai, I. Damgaard, A. Suomi, J. Toppari, N. Skakkebaek и K. Main, "Гипоспадия в когорте 1072 датских Новорожденные мальчики: распространенность и связь с массой плаценты, антропометрическими измерениями при рождении и уровнями репродуктивных гормонов в возрасте трех месяцев », Журнал клинической эндокринологии и метаболизма, том. 90, No. 7, pp. 4041-4046, 2005.

    [15] Н.Скаккебек, Н. Йоргенсен, К. Майн, Э. Мейтс, Х. Лефферс, А. Андерссон, А. Юул, Э. Карлсен, Г. Мортенсен, Т. Йенсен и Дж. Топпари, "Снижается ли человеческая плодовитость?" Международный журнал андрологии, Vol. 29, No. 1, pp. 2-11, 2006.

    [16] L. Dewalque, C. Charlier и C. Pirard, «Расчетное суточное потребление и оценка совокупного риска диэфиров фталата в общей популяции Бельгии», Toxicology Letters, Vol. 231, No. 2, pp. 161-168, 2014.

    [17] А.Мартино-Андраде и И. Чахуд, "Репродуктивная токсичность эфиров фталевой кислоты", Molecular Nutrition & Food Research, Vol. 54, No. 1, pp. 148-157, 2010.

    [18] A. Schecter, M. Lorber, Y. Guo, Q. Wu, SH Yun, K. Kannan, LS Birnbaum, «Концентрации фталатов и воздействие пищевых продуктов, приобретенных в штате Нью-Йорк», «Перспективы гигиены окружающей среды», Vol. 121, No. 4, pp. 473-479, 2013.

    [19] В. Ван, Х. Сю и С. Фань, "Оценка опасности для здоровья рабочих, подвергающихся профессиональному воздействию ди- (2-этилгексил) -фталата в Китае", Chemosphere, Vol.120, стр. 37-44, 2015.

    [20] Р.А. Рудель, Д.Е. Каманн, Дж.Д. Шпенглер, Л.Р. Корн и Дж.Г. Броуди, «Фталаты, алкилфенолы, пестициды, полибромдифениловые эфиры и другие соединения, нарушающие работу эндокринной системы, в воздухе и пыли внутри помещений», Экологические науки и технологии Vol. 37, No. 20, pp. 4543-4553, 2003.

    [21] С. К. Риттер, «Структурные истины фталатов», Архив новостей химической и инженерной науки, Vol. 93, No. 25, pp. 19-20, 2015.

    [23] Л.Грей, Дж. Остби, Дж. Ферр, М. Прайс, Д. Н. Верамачанени и Л. Паркс, «Перинатальное воздействие фталатов DEHP, BBP и DINP, но не DEP, DMP или DOTP, изменяет половую дифференциацию самцов. крыса, "Токсикологические науки, Vol. 58, No. 2, pp. 350-365, 2000.

    [24] С. Сивараманан, "Управление электронными отходами, их удаление и их влияние на окружающую среду", Универсальный журнал экологических исследований и технологий, том. 3, № 5, стр. 1-7, 2013.

    [25] К.Бригден, Дж. Вебстер, И. Лабунска и Д. Сантилло, «Токсичные химические вещества в перезагруженных компьютерах», Гринпис, 2007 г.

    [26] Л. Паттон, «Обзор токсичности 17 фталатов, проведенный персоналом CPSC», Комиссия по безопасности потребительских товаров США, 2016 г.

    [27] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, «Ингредиенты - фталаты», Центр безопасности пищевых продуктов и прикладного питания, 2016 г.

    [28] С. Нордбранд, «Из-под контроля: потоки торговли электронными отходами из ЕС в развивающиеся страны», SwedWatch, 2009.

    [29] В. Лю, К. Шен, З. Чжан и К. Чжан, "Распределение эфиров фталевой кислоты в почве участков переработки электронных отходов в городе Тайчжоу в Китае. Бюллетень загрязнения окружающей среды и токсикологии", Vol. . 82, No. 6, pp. 665-667, 2009.

    [30] А. Саоджи, «Управление электронными отходами: новая проблема окружающей среды и здоровья в Индии», Национальный журнал медицинских исследований, Vol. 2, No. 1, pp. 107-110, 2012.

    [32] Американское химическое общество, «Фталаты в отложениях», Наука об окружающей среде и технологии, Vol.29, № 12, с. 535A, 1995.

    [33] З. Се, Р. Эбингхаус, К. Темме, Р. Ломанн, А. Каба и В. Рак, «Возникновение и обмен фталатов между воздухом и морем в Арктике», Наука об окружающей среде и технологии, том . 41, No. 13, pp. 4555-4560, 2007.

    [34] Дж. Эйлертссон, М. Алнервик, С. Йонссон и Б. Х. Свенссон, «Влияние растворимости в воде, разлагаемости боковой цепи и структуры боковой цепи на разложение сложных эфиров фталевой кислоты в метаногенных условиях», Environmental Наука и технологии, Том.31, No. 10, pp. 2761-2764, 1997.

    [36] Б. Хилман, «Фталаты в игрушках», Архив новостей химической и инженерной науки, том. 82, № 40, с. 11, 2004.

    [40] Б. Эриксон, "Регулирующие органы и розничные торговцы повышают давление на фталаты", Chemical & Engineering News, Vol. 93, № 25, с. 11-15, 2015.

    [47] Г. Садеги, Э. Гадериан и А. О'Коннор, «Определение концентрации диоктилфталата (ДЭГФ) в пластиковых деталях зубных щеток из поливинилхлорида (ПВХ)», The Downtown Review, Vol.1, № 2, н / д, 2015.

    Исследования возможных альтернатив фталатам

    [5] М. Бенаниба и В. Массардье-Наджотт, «Оценка влияния пластификатора на биологической основе на термические, механические, динамические механические свойства и стойкость пластифицированного ПВХ», Journal of Applied Polymer Science, Vol. 118, No. 6, pp. 3499-3508, 2010.

    [7] Центр устойчивого производства Лоуэлла, «Фталаты и их альтернативы: проблемы со здоровьем и окружающей средой», Массачусетский университет, 2011 г.

    [22] Н. Камбиа, А. Фарс, К. Беларби, Б. Грессье, М. Люикс, П. Чаватт и Т. Дайн, «Докинговое исследование: взаимодействие PPAR с выбранными пластификаторами, альтернативными ди (2- этилгексил) фталат, "Журнал ингибирования ферментов и медицинской химии", Vol. 31, № 3, с. 448-455, 2016.

    [42] А. Линдстрем и М. Хаккарайнен, «Экологически чистые пластификаторы для поливинилхлорида - улучшенные механические свойства и совместимость за счет использования разветвленного полибутиленадипата в качестве полимерного пластификатора», Journal of Applied Polymer Science, Vol. .100, No. 3, pp. 2180-2188, 2006.

    [43] J. Kuczynski и D. Boday, «Биологические материалы для высокотехнологичной электроники», Международный журнал устойчивого развития и мировой экологии, Vol. 19, No. 6, pp. 557-563, 2012.

    [44] Teknor Apex, «Термопластические эластомеры: самые мягкие материалы, решающие самые сложные проблемы», Teknor Apex, 2016 г.

    [45] Дж. Кутка, «Рост рынка термопластичных эластомеров (ТПЭ) продолжается», «Проектирование машин», 2009 г.

    [46] Ю. Чен, А. Кушнер, Г. Уильямс и З. Гуан, "Многофазный дизайн автономных самовосстанавливающихся термопластичных эластомеров", Nature Chemistry, Vol. 4, No. 6, pp. 467-472, 2012.

    Отчеты компаний и международных институтов о состоянии окружающей среды

    [1] Гринпис, «Опасные химические вещества в электронных продуктах», Гринпис, 2016 г.

    [3] ECPI, «Ортофталаты», 2014 г.

    [8] Apple, «Отчет об экологической ответственности: отчет о ходе работы за 2016 год», за 2015 финансовый год.Яблоко, 2016.

    [9] М. Коббинг и Т. Даудалл, «Зеленые гаджеты: проектирование будущего - путь к более экологичной электронике», Гринпис Интернэшнл, 2014 г.

    [31] Дж. Пакетт, Э. Хопсон и М. Хуанг, «Disconnect: Goodwill и Dell, экспорт государственных электронных отходов в развивающиеся страны», Basel Action Network, 2016.

    [35] Европейская комиссия, «Опубликована поправка RoHS, добавляющая фталаты к запрещенным веществам», Европейская комиссия, 2016 г.

    [37] Л. Паттон, «Обзор токсичности двух менее распространенных фталатов и одной альтернативы фталату для CHAP», Комиссия по безопасности потребительских товаров США, 2011 г.

    [38] Л. Паттон, «Обзор токсичности 17 фталатов, проведенный персоналом CPSC», Комиссия по безопасности потребительских товаров США, 2011 г.

    [41] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, «Руководство для промышленности, ограничивающее использование определенных фталатов в качестве вспомогательных веществ в регулируемых CDER продуктах», Администрация, 2012 г.

    Потери пластификатора из пластмассовых или резиновых изделий из-за диффузии и испарения

    Два режима миграции с преобладанием кинетики

    Миграция пластификатора из полимеров в газовую фазу представляет собой двухэтапный процесс, который включает диффузию из массы полимера на поверхность с последующей испарение с поверхности в воздушную / газовую фазу. Процесс диффузии можно описать вторым законом Фика (приведенным здесь для одномерной ортогональной системы) 13 следующим образом:

    $$ \ frac {{\ partial C}} {{\ partial t} } = \ mathop {\ sum} \ limits_ {i = 1} ^ 3 {\ frac {\ partial} {{\ partial x_i}}} \ left ({D \ left (C \ right) \ frac {{\ partial C}} {{\ partial x_i}}} \ right), $$

    (1)

    , где t , x i , C и D ( C ) - время диффузии, расстояние от поверхности в трехмерном случае, концентрация пластификатора и коэффициент диффузии пластификатора соответственно.{\ alpha C}, $$

    (2)

    , где D co - коэффициент диффузии при нулевой концентрации, а α - способность пластификации, которая связана с эффективностью пластификации пластификатора. Здесь предполагается, что любые эффекты кластеризации пластификатора, которые могут привести к уменьшению коэффициента диффузии с увеличением содержания пластификатора, являются небольшими или отсутствуют. Существуют также другие уравнения, описывающие диффузию, зависящую от концентрации растворенного вещества. 19,20,21,22,23,24 Зависимость коэффициента диффузии от концентрации также может быть выражена как увеличение свободного объема (доля свободного объема: f ) смеси растворенного вещества / полимера относительно чистый полимер. Уравнения 3 и 4 являются примерами того, как f соотносится с коэффициентом диффузии растворенного вещества.

    , где A и B - константы. Считается, что A зависит от температуры и размера / формы растворенного вещества, а B относится к кинетическому диаметру растворенного вещества.{\ beta f}, $$

    (4)

    , где α 1 (мы обозначаем его α 1 , не смешивая его с α в уравнении 2) является эмпирической константой, а β линейно зависит от квадрата кинетический диаметр растворенного вещества. 23

    Граничное условие испарения в направлении x можно описать согласно 13,18,25

    $$ - D (C) \ left ({\ frac {{\ partial C}} { {\ partial x}}} \ right) = F \ left ({C - C _ {\ mathrm e}} \ right), $$

    (5)

    , который приравнивает массоперенос через заданное поперечное сечение образца к поверхности (потоку) испарения той же массы с той же поверхности (правая часть).Поток на поверхность зависит от подвижности молекулы пластификатора ( D ( C )) и градиента концентрации непосредственно на поверхности. Испарение происходит до тех пор, пока концентрация пластификатора непосредственно на поверхности больше, чем концентрация, соответствующая среде, насыщенной пластификатором ( C e ), и пока коэффициент испарения ( F ) не равен нулю. .

    Из-за сосуществования диффузии и испарения общая скорость потери пластификатора определяется более медленным процессом, что означает, что процесс регулируется либо диффузией, либо испарением.Как показано на рис. 1а для случая контролируемой диффузией, испарение происходит быстрее, чем скорость подачи пластификатора к поверхности, что приводит к градиенту концентрации пластификатора в области поверхности образца и, в конечном итоге, также в объеме. Когда система управляется испарением, испарение происходит медленнее, чем скорость подачи пластификатора на поверхность (рис. 1b). В этом случае, в зависимости от системы, на поверхности может образовываться пленка пластификатора (рис. 1б). 18,26,27

    Рис.1

    Схема a с контролируемой диффузией и b с контролируемой испарением потери пластификатора из полимеров в газовую фазу и c изображение образца нитрилбутадиенового каучука (NBR), выдержанного при 90 ° C в течение 48 часов. Левая часть изображения показывает пленку пластификатора, образовавшуюся на поверхности во время старения, тогда как правая часть показывает поверхность образца после того, как пленка пластификатора была стерта с помощью папиросной бумаги. Образец NBR первоначально содержит 11 мас.% Ди (2-этилгексил) фталата (DEHP), и его подробное образование показано в ссылке. 43

    Чтобы проиллюстрировать влияние различных соотношений D , которые для простоты здесь предполагается, что они не зависят от концентрации растворенного вещества, и F на кинетику / характеристики потерь, потеря «пластификатора» из L = пластина из «полимера» толщиной 1 мм рассматривается здесь (случай D , зависящий от концентрации, показан ниже). Предполагается, что потеря пластификатора не приводит к насыщению газовой фазы пластификатором, отсюда и случай, когда окружающая среда представляет собой большой / бесконечный объем газа / воздуха / вакуума или когда есть поток газа по поверхности ( C e = 0).Для оценки того, какой механизм доминирует в кинетике потерь, можно использовать безразмерное соотношение: F × L / D . Это также означает, что чем тоньше образец / пластина, тем ниже соотношение и тем лучше система контролируется испарением. Выбрав высокое соотношение, например 1000 ( F = 1 × 10 −4 см с −1 и D = 1 × 10 –8 см 2 с −1 ), кривая десорбции является линейной (потеря массы относительно квадратного корня из времени), и система явно контролируется диффузией (рис.2а). Если F понижается до 1 × 10 –7 см / с –1 , в то время как D остается неизменным, соотношение равно 1, и система контролируется испарением. Чем ниже соотношение, тем в большей степени система контролируется испарением и тем более S-образными являются потери пластификатора (корень квадратный из времени, рис. 2а). В системе с контролируемым испарением профили концентрации более плоские / более горизонтальные, чем профили в системе с контролируемой диффузией (рис. 2c, d). Коэффициент испарения можно оценить для случая контролируемого испарения, если предположить, что начальная часть потери массы в основном связана с испарением.{- \ beta \, t}, $$

    (6)

    , где предполагается, что поверхностная концентрация экспоненциально спадает от начальной концентрации ( C o ) со скоростью, определяемой параметром β . 18

    Рис. 2

    Десорбция пластификатора с пластины толщиной 1 мм, построенная как функция , квадратного корня из времени и b времени. Соответствующие профили концентрации показаны в c управление диффузией, d управление испарением и e переключение из режима испарения в режим управления диффузией.Стрелки обозначают увеличивающееся время. Данные были получены путем моделирования процесса десорбции с использованием многоступенчатой ​​процедуры дифференцирования в обратном направлении 17 (и программного обеспечения Matlab®), где процесс диффузии описывался уравнениями. 1 и 2, а граничное условие описывалось формулой. 5

    Влияние коэффициента диффузии, зависящего от концентрации пластификатора, на кинетику миграции пластификатора показано на рис. 2a, b, e. Моделирование было выполнено с формулой. 2 и входные параметры ( D co = 5 × 10 –10 см 2 с –1 , α = 8 и F = 5 × 10 –6 см с - 1 ), выбранный таким образом, чтобы полная потеря произошла в течение периода времени, показанного на рис.2а. Характерными особенностями являются небольшое начальное отклонение от линейных потерь (на основе квадратного корня из времени, что почти не наблюдается на рисунке), указывающее на режим, контролируемый испарением, и медленные потери пластификатора на поздней стадии из-за контролируемого диффузией режим. Следовательно, профиль концентрации пластификатора изначально относительно плоский, а на более поздних стадиях показывает более сильный профиль концентрации у поверхности.

    На рис. 3 показан реальный случай, когда внешняя часть (оболочка) кабеля из пластифицированного ПВХ демонстрирует контролируемую диффузией потерю массы с почти линейной потерей (до 60%) как функцию квадратного корня из времени. 18 Экспериментальная потеря массы моделировалась вторым законом Фика, с учетом и без учета зависимости коэффициента диффузии от концентрации пластификатора (уравнение 2). Оба соответствия хорошо согласовывались с экспериментальными данными до определенной потери массы, когда после использования коэффициента диффузии, зависящего от концентрации, получалось лучшее совпадение. Следует отметить, что при полученной пластифицирующей способности 8,6 (единица: 1 / объемная доля) 18 эффект пластификации был относительно небольшим. В случаях, когда эффект пластификации велик, разница в кривой потери массы между двумя случаями будет больше.

    Рис. 3

    Экспериментальная и установленная нормализованная потеря массы пластификатора DEHP из оболочки оболочки кабеля из пластифицированного ПВХ при 120 ° C. В модели A учитывается коэффициент диффузии, зависящий от концентрации ( D co = 1,5 × 10 –9 см 2 с -1 и α = 8,6), тогда как в модели B коэффициент диффузии считается постоянным ( D = 5 × 10 –9 см 2 с −1 ). На основе экспериментальных данных в исх. 18

    Другой пример, в котором потери пластификатора демонстрируют по существу линейную зависимость от квадратного корня из времени старения в режиме с контролируемой диффузией, показан на рис. 4a (120 ° C). Для той же системы при 90 ° C система сильно контролируется испарением, о чем свидетельствует линейная потеря пластификатора со временем (см. Рис. 4b). В такой системе на поверхности образца образуется пленка пластификатора (см. Ниже). Форма профилей концентрации часто используется для определения того, контролируется ли система испарением или диффузией.На рис. 5 показаны профили концентрации пластификатора в резине EPDM в зависимости от времени при двух температурах. 29 Плоские профили при 110 ° C показывают, что система сильно контролируется испарением при 110 ° C, но контролируется диффузией при 170 ° C, где профили демонстрируют четкие градиенты к поверхности.

    Рис. 4

    Изменение содержания пластификатора в зависимости от - квадратного корня от времени и b - времени для пластин NBR, выдержанных при 90 и 120 ° C, соответственно.Нарисовано после данных в исх. 43

    Рис. 5

    Изменение концентрации пластификатора (глицерилтристеарата) в зависимости от расстояния от поверхности образца ( x ) для пластин из этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM), состаренных при a 170 ° C и b 110 ° C. Толщина образцов 20 мм. Составлено по данным исх. 29

    Формирование тонкого поверхностного слоя / пленки пластификатора в режиме контролируемого испарения

    Для случая, когда пластификатор имеет очень высокую температуру кипения (например,g., 385 ° C для DEHP), а материал используется при низкой температуре, пластификатор накапливается на поверхности и образует тонкую пленку на поверхности (рис. 1b). 2,18,25,26,27 Есть несколько свидетельств, указывающих на наличие тонкого слоя пластификатора на поверхности полимера. Во-первых, это случай, когда скорость потерь пластификатора постоянна, по крайней мере, в течение определенного периода времени (наблюдаемая как линейная потеря как функция времени при 90 ° C на рис. 4b), что означает, что потери сильно ограничены. за счет процесса испарения.Наличие тонкого слоя означает, что «концентрация» пластификатора на поверхности постоянна во времени. 18,27,30 Если поверхностная концентрация уменьшается со временем, потеря пластификатора перестает быть линейной со временем (см. Кривую потери массы для случая контролируемого испарения на рис. 2b). Во-вторых, скорость испарения пластификатора с поверхностей полимера аналогична (на тот же порядок величины), что и скорость испарения пластификатора из их чистого жидкого состояния, что указывает на то, что постоянная концентрация пластификатора на поверхности близка к концентрации в чистой жидкости (100%).Linde и Gedde 31 сообщили, что скорость испарения диизодецилфталата (DIDP) из ПВХ составляла 0,06 мг / ч -1 см -2 при 120 ° C, что немного выше, чем скорость для чистого DIDP, (0,04 мг ч −1 см −2 ). Однако Экелунд и др. 18 определила скорость испарения ДЭГФ с поверхности кабеля из ПВХ, которая была несколько выше (0,002 мг ч -1 см -2 ), чем для чистого ДЭГФ (0,0006 мг ч -1 см -2 ) при 80 ° С.Smith et al. 26 сообщил, что разница между скоростями испарения нитропластификатора из чистого жидкого пластификатора и с полиуретановой поверхности при 85 ° C находится в пределах порядка величины. Посыпание поверхности (из-за кристаллизации) и растекание - это эффекты отложения мигрировавших компонентов на поверхности. 2,32 Поседение происходит, когда добавка кристаллизуется на поверхности. Поверхность полов из ПВХ со временем становится липкой из-за образования на поверхности слоя пластификатора (просачивания). 33 Shashoua 34 визуально заметил, что капли пластификатора образуются на поверхности листов ПВХ, контактирующих с непроницаемым стеклом во время старения. На рис. 1в также хорошо видно образование пленки пластификатора на поверхности NBR в режиме контролируемого испарения. Используя колебательную спектроскопию с генерацией суммарной частоты, Zhang et al. 35 заметил, что поверхность пленок ПВХ была покрыта слоем пластификатора при более высоких концентрациях пластификатора ПВХ.

    Скорость испарения ( v o (г см −1 с −1 )) чистого вещества (пластификатора) с полосы шириной l , по которой газ течет со скоростью μ (см с −1 ), можно рассчитать 36,37 путем применения теории массопереноса при испарении неподвижной жидкости в перемешиваемый газ, как

    $$ v _ {\ mathrm o} = 0.{1/6}, $$

    (7)

    , где S г (г · см −3 ) - концентрация вещества в газовой фазе, а D г (см 2 с −1 ) - его коэффициент диффузии в газовая фаза. ρ - плотность (г см −3 ), а μ - вязкость (г см −1 с −1 ) газа, в котором происходит испарение. Bellobono et al. 37 вычислили v o сервальных типов пластификаторов, используя уравнение.7 и полученные результаты согласуются с экспериментальными данными.

    Образование пленки пластификатора приводит к 100% концентрации пластификатора на поверхности, препятствуя процессу диффузии, так как он является градиентным. 2 Полное понимание механизмов образования пленки пластификатора и его влияния на диффузию пластификатора и кинетику потерь еще предстоит разработать. 2 Тонкая пленка пластификатора может значительно изменить поверхностные свойства полимеров.Ljungberg et al. 38 показали, что миграция пластификаторов триацетина и трибутилцитрата увеличивает гидрофильность поверхности поли (молочной кислоты) (PLA), на что указывает уменьшение краевого угла смачивания водой во время старения.

    Основные факторы

    Из-за образования пленки пластификатора кинетика потерь пластификатора для процесса, строго контролируемого испарением, по существу не зависит от взаимодействий полимер-пластификатор, концентрации пластификатора и градиента внутри материала и, по существу, зависит только от температура, характеристики пластификатора (размер, форма, полярность, давление пара), скорость потока газа над поверхностью и размер объема газа, окружающего материал.Скорость потери пластификатора в застойном воздухе составляет примерно 1/3 от потери в условиях вентилируемого старения. 31 Ekelund et al. 25 сообщил, что скорость испарения ДЭГФ из ПВХ и чистого ДЭГФ увеличивалась с увеличением скорости воздушного потока в течение 20–75 мл мин. –1 и не зависела при более высоких скоростях потока (75–130 мл мин. –1 ). Они также сообщили, что скорость испарения ДЭГФ была одинаковой в сухом и влажном (относительная влажность 50%) азоте. Используя полевую и лабораторную эмиссионную ячейку, Clausen et al. 39 определили, что на скорость испарения / выделения ДЭГФ из поливинилхлоридных полов не влияет относительная влажность.

    Как показано в таблице 1, испарение, как правило, является ограничивающим скорость процессом миграции пластификатора при более низких температурах, тогда как диффузия является ограничивающим процессом при более высоких температурах. Следовательно, для процесса испарения температурная зависимость сильнее, чем для процесса диффузии. Можно определить температуру «перехода» ( T c ), при которой происходит переключение от испарения как фактора ограничения скорости к диффузии как фактора ограничения скорости потери пластификатора (рис.6). Как показано в таблице 1, значение T c составляет от 110 до 120 ° C для системы PVC-DEHP и от 90 до 120 ° C для системы NBR-DEHP. Для других распространенных систем полимер-пластификатор T c еще предстоит определить.

    Таблица 1 Зарегистрированное возникновение двух режимов миграции для различных систем полимер-пластификатор (Разделение на два режима миграции основано на основных характеристиках при каждой температуре, о которых сообщается. Любое возможное переключение между двумя режимами при каждой температуре из-за о сильном зависящем от концентрации коэффициенте диффузии явно не сообщается.) Рис.6

    Схема графика Аррениуса для кинетики (параметр скорости k ), контролируемой испарением ниже T c (зеленая линия) и диффузией выше T c (синяя линия ). Красная линия и точки данных в областях A и B представляют общую скорость миграции пластификатора из полимера. Точки данных в области C представляют скорость испарения пластификатора из чистой жидкости. График упрощен и ограничен следующими частными случаями: (1) коэффициент диффузии на графике взят как среднее значение коэффициента диффузии, зависящего от концентрации, (2) система существует выше точки стеклования для всех концентраций пластификатора и (3) ) влияние температуры и концентрации пластификатора на энергии активации диффузии и испарения не учитывается.

    За исключением температуры, на фактический режим миграции могут влиять другие факторы, особенно когда температура старения близка к T c .Royaux et al. 40 сообщил, что при 80 ° C миграция пластификатора из ПВХ перешла из режима с контролируемой диффузией на открытом воздухе в режим с контролируемым испарением в условиях ограниченного пространства (закрытые чашки Петри). Этому способствовало как ограниченное пространство, создающее давление паров пластификатора, так и застойный / не циркулирующий воздух. Это переключение привело к большой разнице в потере массы, которая составила 25% после 20 недель в открытой среде, но менее 5% в закрытой среде.Об этом типе перехода между модами также сообщал Shashoua 34 для ПВХ, пластифицированного ДЭГФ, в закрытых и открытых средах при 70 ° C. Audouin и Verdu 30 заметили, что как начальная концентрация пластификатора, так и размер пластификатора играют важную роль в определении доминирующего режима. Они заметили, что режим, контролируемый испарением, преобладает для больших пластификаторов и высоких начальных концентраций пластификатора и, следовательно, что режим, контролируемый диффузией, доминирует для малых пластификаторов и низких начальных концентраций пластификатора.Авторы также показали, что кинетика миграции как дидецилфталата, так и динонилфталата из ПВХ контролировалась испарением, когда концентрация была выше 20 мас.%, Но контролировалась диффузией при более низких концентрациях. Это согласуется с тем фактом, что коэффициент диффузии зависит от концентрации пластификатора и уменьшается с концентрацией (уравнение 2). Кроме того, меньший градиент концентрации при низких концентрациях пластификатора также способствует преобладанию режима, контролируемого диффузией.Их результаты показывают, что в некоторых случаях, например, для миграции пластификатора из образцов с высокой начальной концентрацией пластификатора, можно наблюдать оба режима во время старения, когда миграция сначала контролируется диффузией, а затем переключается, чтобы стать управляемой испарение при снижении концентрации пластификатора выше критического уровня.

    Кроме того, неорганические наполнители (например, волокна, технический углерод и наночастицы) могут влиять на диффузию пластификатора в полимерах, но опубликовано лишь несколько исследований по этой теме.Вероятная причина заключается в том, что пластификатор в основном используется для смягчения полимера, но неорганический наполнитель в основном действует противоположным образом, усиливая / придавая полимеру жесткость. В результате включение наполнителей в коммерческие продукты из пластифицированных пластиков встречается не так часто, или наполнитель используется в небольшой концентрации. Например, внешний слой топливопровода из пластифицированного полиамида 12 содержит только 0,5 мас.% Углерода, который добавлен в качестве УФ-стабилизатора и пигмента. 41 Тем не менее, Wang et al. 42 сообщили, что коэффициент диффузии пластификатора в PLA значительно снижается с увеличением содержания углеродного остатка. Они объяснили, что это было вызвано сильным взаимодействием между пластификатором и сажей. Иная ситуация с каучуками, где большое количество углеродной основы часто используется в сочетании с пластификатором. Однако влияние технического углерода на диффузию пластификатора отдельно не исследовалось. 29,43 По сути, однако, неорганические наполнители могут действовать как геометрические препятствия (они непроницаемы, по крайней мере, для более крупных пенетрантов), а также могут сильно взаимодействовать с пластификатором, что приводит к уменьшению диффузии пластификатора в полимере.

    Способы определения типа режима миграции

    Тип режима миграции пластификатора традиционно определяется путем анализа формы кривой десорбции пластификатора или профиля концентрации в образце. Кривые зависимости потери массы от времени старения или квадратного корня из времени старения обычно получают путем периодического измерения потери массы как функции времени с использованием аналитических весов или путем измерения оставшейся концентрации пластификатора внутри образца.Концентрацию пластификатора в полимерах можно измерить с помощью термогравиметрии и инфракрасной спектроскопии (ИК) 30 непосредственно или путем экстрагирования пластификатора растворителями с последующим измерением концентрации пластификатора в экстрагированном растворе с помощью хроматографии. 31,43 Всякий раз, когда есть основания полагать, что существует неравномерное распределение пластификатора внутри образца, всегда следует использовать методы, фиксирующие общее или среднее содержание пластификатора, при оценке любых свойств, зависящих от пластификатора.Например, измерение ИК-излучения на поверхности, которое обычно включает внешние 1–5 мкм образца, 44 завышает среднюю концентрацию в режиме с контролируемым испарением, когда на поверхности есть пленка пластификатора. Однако в режиме с контролируемой диффузией то же измерение занижает среднюю концентрацию пластификатора в образце из-за наличия градиента концентрации по направлению к поверхности.

    В случаях, когда невозможно контролировать потери пластификатора с течением времени, можно использовать форму профиля концентрации пластификатора за одно время старения для выявления режима миграции.Нарезка - это наиболее распространенный метод, используемый для определения концентрации пластификатора. 30,45 Для получения пространственного распределения / концентрации пластификатора использовались технологии двумерного картирования, такие как инфракрасное изображение. 46 Конфокальные методы, такие как рамановская микроспектроскопия, 47 , могут использоваться для получения профилей концентрации в образце без необходимости нарезки. Кроме того, в недавнем исследовании, проведенном Адамсом и др., 48 , было показано, что односторонняя спектроскопия ядерного магнитного резонанса может использоваться для определения профиля концентрации пластификатора в ПВХ прямым и неразрушающим способом.

    Прогноз потерь пластификатора

    Ожидаемый срок службы полимерных продуктов может достигать нескольких десятилетий, и для целей прогнозирования необходимо ускорить процесс миграции путем старения образцов при высоких температурах. Потери пластификатора затем можно предсказать, экстраполируя полученные данные при высоких температурах на рабочие температуры. Исследования показали, что процессы испарения и диффузии пластификатора подчиняются закону Аррениуса, который указывает на то, что закон Аррениуса применим для экстраполяции. 25,27,43,49 Однако энергия активации диффузии зависит от концентрации, а также, как и в случае энергии активации испарения, от температуры. Следовательно, при рассмотрении больших концентраций пластификатора и температурных интервалов это не следует игнорировать. Из-за существования двух режимов с преобладанием скорости ускоренное старение должно следовать тому же режиму миграции, что и фактические условия эксплуатации. Например, максимальная температура ускорения должна быть ниже, чем T c для фактического случая, контролируемого испарением.Это требует определения температурных областей для этих двух режимов перед выбором ускоряющих температур. Игнорирование существования этих двух режимов может привести к ложному прогнозу. Как показано на рис.6, экстраполяция скорости потерь пластификатора в температурной области режима, контролируемого диффузией (точки данных в области A), к температуре в области, контролируемой испарением, приводит к завышению скорости потерь пластификатора и занижению жизни.

    Потери пластификатора обычно контролируются процессом испарения при низких температурах, то есть при рабочей температуре в большинстве случаев (подразумевая пленку пластификатора на поверхности образца). Это упрощает прогноз, поскольку процесс испарения не зависит от температуры стеклования полимера и концентрации пластификатора в полимерном продукте, но зависит от характеристик испарения пластификатора. В этом случае для целей прогнозирования полезна база данных о скоростях испарения обычных пластификаторов при различных температурах и их энергиях активации.Однако такая база данных, охватывающая различные распространенные пластификаторы, в настоящее время недоступна.

    Как упоминалось выше, скорость испарения пластификатора из полимера аналогична (в пределах порядка величины) скорости испарения пластификатора из его жидкого состояния, когда на поверхности образуется пленка пластификатора. Скорость испарения можно оценить, используя данные скорости испарения для чистого пластификатора. При таком подходе температуры для ускоренного тестирования могут быть больше T c , как показано экстраполяцией точек данных в области C на рис.6.

    Однако важно, чтобы высокие температуры, выбранные для ускоренного старения, не вызывали деградации пластификатора. Экелунд и др. 25 обнаружил, что деградированный ДЭГФ испаряется быстрее, чем неразложившийся ДЭГП, из-за более высокой летучести продуктов разложения, которые имеют более низкую молярную массу, чем неразложившееся соединение. Разложение DEHP привело к более низкой энергии активации испарения (55 кДж моль -1 по сравнению с 91 кДж моль -1 для исходного DEHP).Кроме того, другие процессы старения, такие как окисление и отжиг полимеров, также ускоряются при высокой температуре. 50 Любое влияние этих процессов на процесс миграции пластификатора должно быть определено для правильного прогноза.

    В некоторых случаях продукт из пластифицированного полимера, такой как топливопровод на основе полиамида в автомобиле, может испытывать высокие температуры во время эксплуатации и миграцию, контролируемую диффузией. 41 Экстраполяция коэффициента диффузии более сложна, поскольку коэффициент диффузии зависит от концентрации, а процесс десорбции при определенной температуре должен описываться по крайней мере двумя факторами, например.g., α и D co (уравнение 2). В этом случае для прогноза необходимы энергии активации как α , так и D co , которые получены экстраполяцией. Однако в настоящее время нет исследований с доступными данными по экстраполяции как α , так и D co .

    Пластификаторы в биополимерах и пластификаторы на биологической основе

    Пластификаторы все чаще используются в широком спектре биополимеров, чтобы в основном улучшить их плохую обрабатываемость, сделать их более пластичными и прочными. 3,4,51,52,53 Для более или менее хрупких биополимеров, таких как PLA, крахмал и белки, важно понимать весь процесс миграции пластификатора и ограничивать потери пластификатора, так как это приведет к тому, что материалы вернутся к присущее им хрупкое состояние и сбои в обслуживании. Исследования показали, что миграционное поведение пластификатора в биополимерах часто бывает сложным. Это вызвано: (i) холодной кристаллизацией во время эксплуатации / старения, (ii) разделением фаз между пластификатором и полимером и (iii) гидролизом и взаимодействием с водой.Холодная кристаллизация биополимеров, таких как PLA 38,54,55,56 и крахмал 57,58 , ускоряется в присутствии пластификаторов, 59 , которые увеличивают кристалличность, а затем концентрацию пластификатора в аморфной области. . Это, в свою очередь, влияет на диффузионные свойства пластификатора при старении. В некоторых случаях разделение фаз между биополимером и пластификатором происходит во время старения / длительного хранения даже при комнатной температуре. 55 Это следствие холодной кристаллизации и / или ограниченной смешиваемости между биополимером и пластификатором. 54,60 Кроме того, влага может оказывать комплексное влияние на пластификацию и миграцию гигроскопичных пластификаторов в гигроскопичных биополимерах. 61

    Растет интерес к разработке пластификаторов на биологической основе (зеленых) из попутных / побочных продуктов и отходов сельскохозяйственной промышленности для замены пластификаторов на нефтяной основе. 3,5,62 Глицерин и эпоксидированные триглицеридные растительные масла являются примерами обычных пластификаторов на биологической основе, 3 , и их использование приводит к продуктам, в которых как матричный полимер, так и пластификатор имеют биологическую основу. 3,63 В большинстве исследований, связанных с пластификаторами на биологической основе и их применением, полное исследование механизмов миграции отсутствует и требует дальнейшего развития в этой быстрорастущей области.

    Способы предотвращения потери пластификатора

    Чтобы избежать ухудшения качества полимерных материалов, вызванного потерей пластификатора, было использовано несколько подходов, препятствующих миграции пластификатора. Наиболее распространенным способом является увеличение молекулярного размера пластификатора, чего можно достичь с помощью полимерных пластификаторов и олигомеров, 64,65 и пластификаторов разветвленной и звездообразной формы. 66,67,68 Коэффициент диффузии этих пластификаторов в полимерах низкий из-за их большого размера, что приводит к медленным потерям пластификатора. Однако пластификаторы с более крупным размером молекул имеют более низкую пластифицирующую способность, чем большинство традиционных пластификаторов. 4 Другой распространенный подход - прививка пластификаторов к полимерным цепям. 69,70,71 Благодаря химическим связям привитые пластификаторы не мигрируют. Кроме того, для подавления миграции пластификатора обычно используются модификации поверхности, такие как поверхностные покрытия и сшивание. 1,72,73 Модифицированный поверхностный слой действует как барьер для пластификатора и изолирует пластификатор от открытой среды, предотвращая его миграцию. 1,74

    В этой статье мы обсуждаем потери пластификатора из пластмасс и каучуков, потери, которые приводят к ухудшению свойств продукта, утечке и возможному загрязнению окружающей среды. Потери в окружающую газовую фазу происходят за счет диффузии внутри материала к поверхности и за счет испарения с поверхности.Потери контролируются диффузией или испарением, причем первое обычно происходит при высоких температурах, а второе - при низких. В режиме с контролируемым испарением на поверхности часто образуется пленка пластификатора, на что указывает линейная потеря во времени, по крайней мере, в течение определенного периода времени. Помимо температуры, реальный преобладающий режим зависит от нескольких факторов, включая характеристики пластификатора и полимера, геометрию продукта и конкретную среду.Тот факт, что коэффициент диффузии пластификатора зависит от концентрации пластификатора, может привести к сдвигу в режиме потерь (от диффузии к контролю испарения) при прочих постоянных условиях. Здесь также показано, как можно определить, какой режим ограничивает потери, и способы экстраполяции тестов ускоренной миграции на условия эксплуатации. Также даются предупреждения, что значимая экстраполяция и прогноз миграции пластификатора требует учета нескольких важных факторов. Мы также подчеркиваем проблемы, связанные с новыми появляющимися системами с пластификаторами на биологической основе в биополимерах.

    Замена DOP - Emoltene 100

    Perstorp может помочь вам быстро и эффективно переключиться с классифицированных пластификаторов DOP на Emoltene ™ 100 (DPHP), нашу линейку высокоэффективных неклассифицированных пластификаторов или на Pevalen ™, наш новый пластификатор на основе сложного полиэфира для чувствительных областей применения.

    С приближением даты выхода REACH в феврале 2015 года мы можем помочь вам быстро и эффективно переключиться с классифицированных пластификаторов DOP на Emoltene ™ 100 (DPHP), нашу линейку высокоэффективных неклассифицированных пластификаторов, или на Pevalen ™, наш новый пластификатор на основе сложного полиэфира для чувствительных людей. Приложения.Свяжитесь с Дэвидом Тернером сегодня, чтобы сделать переключатель (контактная информация внизу справа)

    Пора переходить на неклассифицированные пластификаторы
    С февраля 2015 года вы больше не сможете использовать или использовать только в ограниченных обстоятельствах низкомолекулярные фталатные пластификаторы. Они были классифицированы с точки зрения здоровья и окружающей среды из-за их потенциальных негативных последствий. К ним относятся DOP, DBP, DIBP и BBP.

    Высокомолекулярные фталаты, такие как Emoltene ™ 100 (DPHP), не классифицируются и были тщательно протестированы и оценены властями ЕС.Они считаются безопасными для использования во всех приложениях.

    Emoltene ™ 100 - универсальный пластификатор на основе 2-пропилгептанола (2-PH) спирта C10. Он отличается превосходной универсальностью и гибкостью с прочным профилем для здоровья и безопасности. Вы можете узнать больше о DPHP и фталатных пластификаторах на сайтах, спонсируемых Европейским советом пластификаторов и промежуточных продуктов (ECPI):
    www.dphp-facts.com
    www.plasticisers.org/en_GB/home

    Перейдите на Emoltene ™ 100 сегодня
    Emoltene ™ 100 - идеальная замена DOP, поскольку его превосходные свойства, особенно низкая летучесть, обеспечивают выдающийся срок службы, превосходящий своих конкурентов.Эта долговечность и универсальность продлевают срок службы изделий из ПВХ при минимальном техническом обслуживании или вообще без него, что делает их излюбленным выбором европейской кабельно-проводниковой промышленности. Его высокая атмосферостойкость также делает его пригодным для наружного применения, например, для кровельных мембран, брезента и автомобилей.
    Чтобы перейти на Emoltene ™ 100 или зарезервировать образец, щелкните здесь >>>

    Pevalen ™ для чувствительных приложений
    Вы также можете переключиться на наш уникальный и инновационный истинно нефталатный пластификатор Pevalen ™ для помещений или чувствительных людей Приложения.Он обеспечивает рабочие характеристики, которые лучше или равны лучшим альтернативам фталата. Этот новый бескомпромиссный пластификатор обрабатывается на 30% быстрее и очень экономичен, так как рецептуры требуют меньше пластификатора. Pevalen ™ особенно подходит для полов, тканей с покрытием, обеспечивая непревзойденную мягкость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
    Чтобы перейти на Pevalen ™ или зарезервировать образец, нажмите здесь >>>

    Perstorp - инвестирование в будущее высокоэффективных и безопасных пластификаторов
    Perstorp через свой проект Valerox - лишь один из двух европейских производителей, которые полностью интегрированы в производство спиртов-пластификаторов.Имея емкость до 165 МТ и самую конкурентоспособную платформу пластификатора, мы можем помочь вам перейти с DOP или других классифицированных фталатов на наши высокоэффективные и безопасные линейки пластификаторов.

    Список продуктов Eastman для пластификаторов общего назначения

    Пластификатор DOA
    Пластификатор Eastman ™ DOA (бис (2-этилгексил) адипат) представляет собой маслянистую жидкость светлого цвета, обычно используемую в качестве пластификатора для ПВХ. Eastman ™ DOA отличается гибкостью при низких температурах, хорошими электрическими свойствами, хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям и хорошей термостойкостью.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    Пластификатор DOA - кошерный
    Пластификатор Eastman ™ DOA (бис (2-этилгексил) адипат), кошерный - это светлая маслянистая жидкость, обычно используемая в качестве пластификатора для ПВХ. Пластификатор Eastman ™ DOA используется для производства прозрачных пленок для упаковки пищевых продуктов.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    DOM Пластификатор
    Диоктилмалеат Eastman ™ представляет собой сомономер, обычно используемый при полимеризации с винилацетатом, винилхлоридом, стиролом и производными акриловой и метакриловой кислот.Его можно использовать в латексных красках и текстиле, а также в качестве специального пластификатора.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Латинская Америка | Северная Америка

    Пластификатор DOP
    Соответствует статусу контакта с пищевыми продуктами - Пластификатор Eastman ™ DOP (бис (2-этилгексил) фталат) представляет собой жидкость светлого цвета с низкой летучестью и без запаха. Это наиболее широко используемый универсальный пластификатор, предлагаемый Eastman для использования со смолами ПВХ. Он отличается хорошей устойчивостью к нагреванию и ультрафиолетовому излучению, широким диапазоном совместимости и отличной стойкостью к гидролизу.

    Наличие продукта по регионам: Латинская Америка | Северная Америка

    Нефталатный пластификатор Eastman 168
    Нефталатный пластификатор Eastman 168 - превосходный неортофталатный пластификатор общего назначения с характеристиками, равными или превосходящими большинство пластификаторов орто- -фталата . Он предлагает хорошие рабочие характеристики, отличную гибкость при низких температурах, устойчивость к экстракции мыльной водой и отличные немиграционные свойства.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    Нефталатный пластификатор Eastman 168 SG (чувствительный)
    Нефталатный пластификатор Eastman 168 ™ SG - это улучшенный сорт ведущего нефталатного пластификатора Eastman 168 ™, специально предназначенный для более требовательных приложений, таких как медицинские устройства , игрушки, товары для ухода за детьми и изделия, контактирующие с пищевыми продуктами.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    Eastman 425 Пластификатор
    Eastman 425 - нефталатный пластификатор для виниловых компаундов и пластизолей. Он совместим с ПВХ, а также с сополимерами ПВХ / ВА. Пластификатор Eastman 425 по своим характеристикам не уступает другим пластификаторам с более высокой сольватирующей способностью или лучше.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    TEG-EH (триэтиленгликоль бис (2-этилгексаноат)) Пластификатор
    Eastman Пластификатор TEG-EH (триэтиленгликоль бис (2-этилгексаноат)) обычно смешивают с пластификаторами в ПВХ.Для смол ПВБ Eastman TEG-EH предлагает низкую вязкость для простоты смешивания и низкую окраску для превосходной прозрачности в автомобильных, жилых и коммерческих оконных приложениях.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    TOTM (Трис (2-этилгексил) тримеллитат) Пластификатор
    Eastman ™ Пластификатор TOTM (трис (2-этилгексил) тримеллитат) является идеальным пластификатором ПВХ для использования в приложениях, где низкая летучесть имеет первостепенное значение, таких как провода и кабели шумоизоляция и салон автомобильный.Он также обладает свойствами, необходимыми для прокладок в посудомоечной машине и хранения фотографий.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Латинская Америка | Северная Америка

    VersaMax Plus Пластификатор
    Eastman VersaMax ™ Plus - это нефталатный раствор общего назначения, который обеспечивает улучшенное время высыхания, лучшую эффективность, более низкие температуры плавления и более широкий диапазон рецептур по сравнению с традиционными ортофталатами.

    Наличие продукта по регионам: Азиатско-Тихоокеанский регион | Европа, Ближний Восток и Африка | Латинская Америка | Северная Америка

    % PDF-1.4 % 547 0 объект> эндобдж xref 547 132 0000000016 00000 н. 0000004286 00000 п. 0000002936 00000 н. 0000004447 00000 н. 0000004580 00000 н. 0000004785 00000 н. 0000005194 00000 н. 0000006001 00000 н. 0000006251 00000 н. 0000006304 00000 н. 0000006528 00000 н. 0000007405 00000 н. 0000007441 00000 п. 0000007936 00000 п. 0000008202 00000 н. 0000010872 00000 п. 0000032340 00000 п. 0000044359 00000 п. 0000056137 00000 п. 0000070824 00000 п. 0000095653 00000 п. 0000113982 00000 н. 0000114040 00000 н. 0000114157 00000 н. 0000114344 00000 н. 0000114497 00000 н. 0000114651 00000 н. 0000114870 00000 н. 0000115023 00000 н. 0000115142 00000 н. 0000115345 00000 н. 0000115498 00000 н. 0000115617 00000 н. 0000115876 00000 н. 0000116029 00000 н. 0000116148 00000 п. 0000116355 00000 н. 0000116508 00000 н. 0000116629 00000 н. 0000116847 00000 н. 0000117000 00000 н. 0000117119 00000 н. 0000117330 00000 н. 0000117483 00000 н. 0000117602 00000 н. 0000117730 00000 н. 0000117880 00000 н. 0000118020 00000 н. 0000118220 00000 н. 0000118404 00000 н. 0000118527 00000 н. 0000118646 00000 н. 0000118790 00000 н. 0000118918 00000 н. 0000119053 00000 н. 0000119169 00000 н. 0000119411 00000 н. 0000119589 00000 н. 0000119830 00000 н. 0000119957 00000 н. 0000120172 00000 н. 0000120390 00000 н. 0000120547 00000 н. 0000120672 00000 н. 0000120868 00000 н. 0000121078 00000 н. 0000121270 00000 н. 0000121444 00000 н. 0000121625 00000 н. 0000121729 00000 н. 0000121863 00000 н. 0000122043 00000 н. 0000122191 00000 п. 0000122387 00000 н. 0000122593 00000 н. 0000122825 00000 н. 0000123053 00000 н. 0000123247 00000 н. 0000123419 00000 п. 0000123541 00000 н. 0000123737 00000 н. 0000123925 00000 н. 0000124057 00000 н. 0000124185 00000 н. 0000124317 00000 н. 0000124445 00000 н. 0000124563 00000 н. 0000124695 00000 н. 0000124823 00000 н. 0000124955 00000 н. 0000125083 00000 н. 0000125201 00000 н. 0000125355 00000 н. 0000125587 00000 н. 0000125719 00000 н. 0000125851 00000 н. 0000125979 00000 н. 0000126111 00000 п. 0000126239 00000 н. 0000126357 00000 н. 0000126489 00000 н. 0000126617 00000 н. 0000126749 00000 н. 0000126877 00000 н. 0000126995 00000 н. 0000127127 00000 н.