Los plastificantes se refieren a una clase de sustancias que pueden mejorar la racionalidad de los polímeros. Los plastificantes se utilizan principalmente para las resinas de PVC y su cantidad puede representar más del 98% de la cantidad total de plastificantes. La adición de plastificantes puede reducir la fuerza entre las cadenas moleculares de PVC y reducir la temperatura de transición vítrea, la temperatura de flujo y el punto de fusión de los microcristales contenidos en plásticos de PVC. Los plastificantes pueden aumentar la plasticidad de la resina y hacer que el producto sea suave y resistente. Buen rendimiento a baja temperatura.
Cuando el plastificante tiene menos de 10 partes, la resistencia mecánica no es obvia. Cuando se agregan aproximadamente 5 partes del plastificante, la resistencia mecánica es la más alta, que es el llamado fenómeno anti-plastificante. Generalmente se cree que el fenómeno anti-plastificante es que después de agregar una pequeña cantidad de plastificante, aumenta la movilidad de la cadena macromolecular, de modo que las moléculas se ordenan para producir el efecto de microcristales. La resistencia al impacto de productos duros con una pequeña cantidad de plastificante es menor que sin tiempo, pero después de aumentar a una cierta dosis, la resistencia al impacto aumentará con el aumento de la cantidad, lo que cumple con la ley universal. Además, el aumento de plastificante reducirá la resistencia al calor y la resistencia a la corrosión del producto. Por cada parte adicional de plastificante, la resistencia al calor de Martin&bajará de 2 a 3. Por lo tanto, los productos duros en general no agregan plastificantes ni agregan menos plastificantes. A veces se agregan varias partes de plastificante para mejorar la fluidez del procesamiento. Sin embargo, los productos blandos deben agregar una gran cantidad de plastificante. Cuanto mayor sea la cantidad de plastificante, más suave será el producto.
La cantidad total de plastificante debe ser diferente según los requisitos de suavidad del producto y el uso, proceso y entorno de uso. El proceso de calandrado general produce una película de PVC y la cantidad total de plastificante es de aproximadamente 50 partes. La película soplada es ligeramente más baja, generalmente de 45 a 50 partes.
Las principales funciones de los plastificantes son las siguientes:
1. Reducir la temperatura de fusión y la viscosidad de fusión del polímero, reduciendo así su temperatura de procesamiento de moldeo;
2. Hacer que los productos de polímero tengan suavidad, elasticidad y resistencia a bajas temperaturas.
El mecanismo de acción del plastificante:
Los plastificantes y las resinas tienen diferentes polaridades y su mecanismo de acción también es diferente.
1. Efecto de volumen Este efecto es principalmente para plastificantes no polares. Su modo de acción es insertarse entre las cadenas moleculares de la resina para aumentar la distancia entre las moléculas, debilitando así la fuerza entre las moléculas y reduciendo. La viscosidad de la masa fundida aumenta la flexibilidad de la cadena molecular. Cuantos más plastificantes se agreguen, mayor será el efecto de volumen, y el efecto de volumen del plastificante de estructura de cadena larga es mayor que el del plastificante de estructura cíclica.
2. Efecto de blindaje Este efecto es principalmente para plastificantes polares, y su modo de acción es reemplazar la atracción polar entre moléculas de polímero con la interacción entre plastificantes polares y polímeros polares. Como resultado, las fuerzas entre las moléculas se debilitan y este efecto plastificante se denomina efecto protector.
Rendimiento plastificante:
Las propiedades de los plastificantes incluyen principalmente los siguientes elementos: eficacia de plastificación, compatibilidad, resistencia al frío, durabilidad, resistencia al calor, aislamiento, retardación de llama e higiene.
Eficacia plastificante: se refiere a la capacidad plastificante de un plastificante al polímero o al efecto plastificante. La eficacia de plastificación de diferentes plastificantes es un concepto relativo. La eficacia de plastificación se evalúa generalmente por la cantidad de plastificante necesaria para cambiar el índice de flexibilidad cuantitativo. Cuanto menos plastificante se agrega, mayor es la eficiencia de plastificación. Plastificantes de peso molecular general. Los plastificantes de mayor peso molecular tienen una alta eficacia plastificante para el PVC. A medida que aumenta la polaridad de la molécula de plastificante, el grado de ramificación del alquilo y el aumento de la estructura del anillo aromático reducen la eficacia de la plastificación.
El orden de eficacia de plastificación de los plastificantes de uso común es:
DBS> DBP> DOS> DOA> DOP> DIOP> M-50> TCP> PCl-50.
Compatibilidad: se refiere a la compatibilidad de plastificantes con polímeros. El mismo plastificante tiene diferente compatibilidad con polímeros de diferentes polaridades.
La secuencia de compatibilidad de plastificantes de uso común y PVC es:
DBS> DBP> DOP> DIOP> DNP> ED3> DOA> DOS> Parafina clorada .
Resistencia al frío: se refiere a la resistencia a bajas temperaturas de los productos plastificantes plastificantes. La resistencia al frío de los plastificantes está relacionada con su estructura. Los ésteres de ácido dibásico alifático con metileno (—CH2—) como cuerpo principal tienen la mejor resistencia al frío. Son uno de los plastificantes resistentes al frío más utilizados y contienen cíclicos y. El plastificante ramificado tiene una excelente resistencia al frío debido a su dificultad para moverse en el polímero a bajas temperaturas.
El orden de resistencia al frío de los plastificantes de uso común es: DOS> DOZ> DOA> ED3> DBP> DOP> DIOP [GG ] gt; DIDP> DNP> M-50> TCP.
Durabilidad: se refiere a la capacidad de los plastificantes de persistir en productos plastificados. Incluye principalmente resistencia a la migración, resistencia a la extracción y resistencia a la volatilidad.
La migración de plastificantes con resistencia a la migración incluye dos aspectos:
1. El plastificante se filtra desde el interior del producto a la superficie exterior;
2. El plastificante se transfiere al sólido en contacto con él.
La migración del plastificante está relacionada con su compatibilidad, y cuanto peor es la compatibilidad, mayor es la migración. Además, los plastificantes con gran peso molecular, cadenas ramificadas o estructuras cíclicas tienen una buena resistencia a la migración.
Resistencia a la extracción: Se refiere a la tendencia del plastificante a difundirse en el medio líquido en contacto con él. El medio incluye principalmente agua, solvente, detergente y aceite lubricante. En términos de resistencia al aceite y resistencia a los disolventes, los plastificantes con una mayor proporción de grupos alquilo apolares tienen poca resistencia a la extracción, los grupos fenilo, los grupos éster y los plastificantes con un alto grado de ramificación tienen buena resistencia a la extracción; mientras que la resistencia al agua es Contraria a lo anterior, los poliésteres son plastificantes con excelente resistencia a la extracción.
Resistencia a la volatilidad: se refiere a la tendencia del plastificante a difundirse en el aire desde la superficie del producto cuando se calienta. La volatilidad de un plastificante está relacionada con su peso molecular. Generalmente, cuanto menor es el peso molecular, mayor es su volatilidad. Desde el punto de vista de la estructura molecular, la estructura de alquilo de cadena lineal tiene mejor resistencia a la volatilidad que los plastificantes de estructura de alquilo de cadena ramificada; los plastificantes que contienen grupos cíclicos y otros grupos voluminosos en la molécula tienen una mejor resistencia a la volatilidad. Generalmente, plastificantes como poliéster, epoxi, DIOP, TCP y pentaeritritol tienen buena resistencia a la volatilidad.
Aislamiento: El aislamiento del plastificante no es tan bueno como el de la resina de PVC. A medida que aumenta la cantidad de plastificante, disminuye el aislamiento eléctrico del PVC. Al elegir plastificantes para productos de aislamiento de PVC, preste atención a sus propiedades de aislamiento.
El orden de aislamiento de los plastificantes de uso común es:
TCP> DNP> DOP> M-50> ED3> DOS> DBP> DOA.
Higiene: se refiere a la toxicidad de los plastificantes. La mayoría de los plastificantes son no tóxicos o poco tóxicos. Los ésteres de ácido cítrico y epoxi son plastificantes no tóxicos, y los ésteres de ácido ftálico y ácidos dicarboxílicos son bajos. Plastificantes venenosos, pero se sospecha que DOP y DOA causan cáncer; la mayoría de los plastificantes de fosfato son tóxicos, con la excepción del fosfato de difenil 2-etilhexilo; las parafinas cloradas también son plastificantes tóxicos.
Retardancia de llama: Los ésteres de fosfato y las parafinas cloradas son plastificantes retardadores de llama, y el orden de retardo de llama es: TCP> TPP> TOP> DPOP.
Variedades de plastificantes de uso común:
Existen muchos tipos de plastificantes. Según su compatibilidad con los polímeros, se pueden dividir en plastificantes principales y plastificantes auxiliares. Los plastificantes principales incluyen ésteres de ácido ftálico y ésteres de fosfato, y los plastificantes auxiliares incluyen ésteres de ácido dibásico alifático y resinas epoxi. Según la clasificación estructural de los plastificantes, se puede dividir en: ésteres de ácido ftálico, ésteres de ácido dibásico alifático, epóxidos, poliésteres, etc.
El ftalato de di (2-etilhexilo) (DOP) tiene una alta eficiencia de plastificación y buena resistencia a la volatilidad, resistencia a la migración, resistencia a la extracción de agua, resistencia a la intemperie y otras propiedades integrales. Producción de película agrícola calandrada de PVC blando, con DOP como plastificante principal y adipato de di (2-etilhexilo) (DOA) como plastificante resistente al frío. Los plastificantes epoxi de ésteres de ácidos grasos tienen buena estabilidad térmica y resistencia al frío. Las variedades más utilizadas son el ácido epoxi esteárico 2-etilhexilo, el ácido oleico epoxi de soja 2-etilhexilo, etc.
La película de cloruro de polivinilideno (PVDC) de alta barrera para envasado de alimentos debe agregar una cantidad adecuada de plastificante no tóxico de 8-10 phr. Las principales variedades son acetil tri-n-butil citrato, acetil tri- (2-etilhexil) citrato, di (2-etilhexil) sebacato (DOS), etc. Estos plastificantes también son plastificantes no tóxicos comúnmente utilizados en PVC.