Blister film

استابلایزر حرارتی پایه قلع اروپایی، REATINOR 804

Reagens کمپانی اروپایی و معتبر در حوزه تولید افزودنی های PVC و به خصوص استابلایزرهای حرارتی است. طیف گسترده ای از استابلایزرهای حرارتی در سبد محصولات تولیدی Reagens دیده می شود که یکی از شاخص ترین این محصولات گروه استابلایزرهای پایه قلع (Tin Stabilizer) این کمپانی است. در این بخش می خواهیم با مشخصات فنی و کاربردهای استابلایزر قلع REATINOR 804 کمپانی Reagens آشنا شویم.

REATINOR 804 از نوع Octyl Tin Mercaptide است و (برای آشنایی فنی با انواع گریدهای استابلایزر قلع به مقاله چه پارامترهای فنی را باید در حین انتخاب استابلایزرهای پایه قلع (تین) در نظر داشته باشیم؟ مراجعه شود) حفظ رنگ محصول و ایجاد مقاومت حرارتی بالا در محصول نهایی دو مشخصه اصلی این گرید است. نکته مهم در مورد این گرید میزان مصرف بسیار کم آن در محصول مورد نظر است. محتوای قلع این گرید در حدود 15% است و تنها 1-2.5 phr از REATINOR 804 لازم است تا پایداری حرارتی بسیار خوبی در محصول تولیدی ایجاد شود. این گرید برای فرایند کلندرینگ و تولید انواع ورق های سخت مناسب است و از آنجاییکه تاییدیه FDA نیز دارد، می توان از این استابلایزر در تولید محصولات در تماس با مواد غذایی استفاده کرد. هر چند امکان استفاده از این گرید در تولید قطعات تزریقی و اکستروژنی نیز وجود دارد.

Blister film

شکل فیزیکی REATINOR 804 مایع، دارای تاریخ انقضای شش ماه و بهترین دمای نگهداری آن 15-30 °C است. این گرید در درام های 220 kg و همچنین مخازن IBC با وزن 1000 kg عرضه می شود.  کاربرد اصلی این گرید در تولید انواع فیلم و ورق های بسته بندی قرص و مواد غذایی، Blister Film، است. باید دقت شود در کنار REATINOR 804 لوبریکنت مناسب و به مقدار کافی استفاده شود. این نکته به منظور بهینه سازی میزان چسبندگی محصول تولیدی به تجهیزات تولید ضروری است.

PVC Artificial Leather

مروری بر افزودنی های نوآورانه دنیای PVC

روند رو به رشد مصرف پلاستیک ها در تمامی بخش های زندگی روزمره ما مشهود است. این روند رو به رشد در بعضی مقاطع نگرانی هایی برای به خصوص فعالین حوزه محیط زیست ایجاد کرده و باعث گسترش روش های بازیافت و استفاده مجدد از پلاستیک ها شده است. در بخش دیگر نیز سعی شده است پلاستیک های با عملکرد بالاتر تولید شوند و همچنین تلاش شده است تا کارایی افزودنی های مورد استفاده در تولید قطعات پلیمری مختلف نیز افزایش یابد. یکی از پرمصرف ترین پلاستیک های قرن حاضر PVC است و طیف گسترده ای از افزودنی های نوآورانه مختلف نیز در تولید قطعات بر پایه آن به کار می رود. در این بخش می خواهیم مروری بر آخرین نوآوری ها و محصولات جدید در حوزه افزودنی های PVC، همچون استابلایزرها، داشته باشیم.

PVC پلاستیکی بسیار پر مصرف در پیرامون ما است. بیشتر کالاهایی که چرم مصنوعی در تولید آن ها به کار رفته است، مانند مبل و مان، خودرو، تشک ها، کیف و کفش و …، از PVC تشکیل شده اند. بسیاری از لیبل های بسته بندی مواد غذایی، برخی فیلم های سلفون، روکش قرص و عابر بانک ها و … به کمک PVC تولید می شوند. در دوره همه گیری ویروس کرونا اهمیت تمیز بودن سطوح افزایش یافته و در همین دوره توسعه افزودنی های آنتی باکتریال PVC نیز مورد توجه قرار گرفت.

PVC Artificial Leather

چندین سال است استابلایزرهای حرارتی مایع طرفداران بسیاری پیدا کرده اند. سهولت در خوراک دهی و پخش در محصول نهایی، و امکان استفاده از آن ها در کنار روان کننده و نرم کننده ها مهمترین مزیت این افزودنی ها است. هر چند مدتی است استانداردهای زیست محیطی در خصوص کاهش میزان VOC، استفاده از این افزودنی ها را محدودتر کرده است و کمپانی های پیشرو در حوزه تولید استابلایزرها در تلاشند تا نمونه های پودری قابل رقابت با انواع مایع را توسعه دهند. همچنین تلاش هایی نیز برای توسعه استابلایزرهای Ca.Zn با شفافیت بالا به منظور جایگزینی انواع قلع (Tin Stabilizer) صورت گرفته است.

دنیای افزودنی های PVC هر روز در حال توسعه و تکامل است.

 

استابلایزر

چه پارامترهای فنی را باید در حین انتخاب استابلایزرهای پایه قلع ( تین) در نظر داشته باشیم؟

دنیای بزرگ و البته پیچیده ای به لحاظ فنی در حوزه ترموپلاستیک PVC وجود دارد. دقیقا مانند الاستومرها هر قطعه PVC فرمولاسیون خاص خود را دارد و در مورد انتخاب هر جزء فرمولاسیون بایستی دقت فنی به خرج داد. اما کار به همینجا نیز ختم نمی شود. چرا که در مورد هر جزء، برای مثال استابلایزر، کمک فرایند، اصلاح کننده ضربه و …، تنوع بیشماری وجود دارد و در هر مورد بایستی گونه مناسب را انتخاب کرد. در این بخش می خواهیم پارامترهای فنی مهم در حین انتخاب استابلایزرهای پایه تین یا همان قلع (Tin Stabilizer) را بررسی کنیم.

استابلایزرهای پایه قلع را با نام Organotin نیز می بینیم. استابلایزرهای پایه قلع در گروه کارآمدترین استابلایزرها قرار دارند و معمولا در غلظت های بسیار کم، برای مثل 2 phr و کمتر استفاده می شوند و بنابراین از نظر کارایی نباید نگرانی داشته باشیم. اما از آنجاییکه اتم قلع نمی تواند به صورت خالص در استابلایزر وجود داشته باشد، بنابراین به کمک گروه های آلی در ساختار شیمیایی پایدار قرار می گیرد. دلیل نامگذاری این استبالایزرها به صورت Organotin نیز همین نکته است. در واقع تمام پیچیدگی فنی و دقتی که ما باید در انتخاب گرید مناسب کاربری مد نظرمان داشته باشیم، گروه های آلی موجود در ساختار استابلایزر تین و نوع اتصال آن ها به اتم قلع است.

از آنجاییکه اتم قلع به صورت تنها نمی تواند به عنوان استابلایزر تولید و استفاده شود، استابلایزرهای پایه قلع با فرمول کلی R-Sn-X تولید می شوند. نوع گروه های R و X و همچنین نسبت آن ها در برابر اتم قلع تعیین کننده کارایی استابلایزر تولیدی است. گروه R یک آلکیل مانند Butyl و Octyl است و گروه X یکی از اتم های گوگرد و اکسیژن است که در حالت اول Tin Mercaptide و در حالت دوم Tin Carboxylate تولید می شود. تاثیر هر یک از این حالت ها بر عملکرد پایداری حرارتی، ایجاد بو، مهاجرت، مخاطرات غذایی و سلامتی، فرایند پذیری و … ما را در انتخاب گرید استابلایزر مناسب کمک می کند. دقت شود به کمک انواع مختلف ذکر شده می توان محصولات شفاف PVC را تولید کرد و همین نکته در کنار ایجاد پایداری حرارتی بینظیر در غلظت های مصرف کم، منجر به توسعه کاربردهای استابلایزر پایه قلع شده است.

استابلایزر

در ادامه مهمترین نکات کاربری در استفاده از استابلایزرهای حرارتی پایه قلع را مرور می کنیم:

  • معمولا انواع Octyl Tin برای استفاده در کاربری های بسته بندی مواد غذایی مناسب تر هستند. این گروه مهاجرت به سطحی ندارند و همچنین مسمومیتی ایجاد نخواهند کرد.
  • گروه های Mercaptide برای استفاده در فرمولاسیون PVC نرم و سخت که در فرایند تولید در معرض حرارت و تنش بالایی قرار دارند مناسب است. ( برای مثال ورق)
  • استابلایزرهای پایه قلع بیشتر به صورت مایع در دسترس هستند. اما تعدادی نیز به صورت جامد پودری عرضه می شوند.
  • این استابلایزرها با عموم راون کننده ها و وکس ها نیز سازگار هستند و در برخی گریدها به صورت One-Pack عرضه می شوند.

 

Stabilizer Dynamic Test

ارزیابی کمی پایداری حرارتی کامپاندهای PVC – بخش دوم تست دینامیک

در بخش قبلی این مقاله که لینک آن در ادامه قرار داده شده است، با روش آزمون استاتیک که برای ارزیابی پایداری حرارتی کامپاندهای PVC به کار می رود، آشنا شدیم و ضرورت انجام این آزمون را شرح دادیم. در این بخش نیز یکی دیگر از روش های کمی ارزیابی پایداری حرارتی کامپاندهای PVC را توضیح خواهیم داد.

در تست دینامیک شرایط آزمون شباهت بسیار بیشتری را به فرایند تولید و شکل دهی کامپاند مورد نظر به قطعه نهایی دارد. در واقع به کمک این آزمون می توانیم میزان پایداری حرارتی مورد نیاز در حین شکل دهی کامپاند را به صورت کمی بدست بیاوریم. در این آزمون معمولا یکی از معیارهای کمی زیر را در نظر می گیرند:

  • زمان مورد طی شده تا تغییر رنگ کامپاند در Two Roll Mill،
  • زمان طی شده تا اتصال عرضی شدن نمونه که خود را در افزایش گشتاور دستگاه اختلاط نشان می دهد،
  • زمان طی شده تا تغییر رنگ مذاب درون دستگاه اختلاط،
  • تعداد دفعات اکستروژن تا ایجاد تغییر رنگ.

Stabilizer Dynamic Test

در این آزمون در بازه های زمانی مختلف از کامپاند تحت آزمون نمونه برداری صورت می گیرد و ارزیابی رنگ کامپاند و میزان پایداری حرارتی بررسی می شود. از آنجاییکه وجود وکس و روان کننده ها بر میزان تنش وارده بر کامپاند اثر می گذارند، بنابراین بهتر است در غیاب روان کننده ها استابلایزر انتخابی مورد ارزیابی قرار گیرد و تنها نرم کننده ها در فرمولاسیون وجود داشته باشند.

در پایان باید اشاره کنیم همانطور که در بخش قبلی ذکر شد تنها باید دقت کرد چنانچه نمونه مورد نظر ما تنها تحت دما قرار دارد، از تست استاتیک و چنانچه علاوه بر دما، نمونه در معرض تنش های مکانیکی – حرارتی نیز قرار دارد، از تست دینامیک استفاده شود. بنابراین تست استاتیک معمولا برای زمان کاربری نمونه مناسب است و تست دینامیک برای ارزیابی پایداری حرارتی در زمان شکل دهی و تولید قطعه مناسب خواهد بود.

 

Medical Stabilizer

معرفی یک استابلایزر مناسب برای کاربردهای پزشکی

هر ساله قوانین بیشتری در حوزه استفاده از مواد شیمیایی مختلف در کاربردهایی که در تماس با مواد غذایی یا بدن انسان قرار می گیرند، وضع می شود. از آنجاییکه افزودنی های مختلفی در حوزه محصولات مختلف پایه PVC نیز به کار می رود، این قوانین در این بخش به وفور یافت می شوند. تا کنون استفاده از استابلایزرهای حرارتی پایه فلزات سنگینی چون سرب و کادمیوم، در کاربری هایی که در تماس با مواد غذایی و بدن انسان هستند، ممنوع اعلام شده است. از طرف دیگر PVC کاربرد گسترده ای در تولید تیوب، ماسک، بگ، کیسه های پزشکی  و … دارد. بنابراین چندین سال است شرکت های پیشرو در حوزه تولید استابلایزرهای حرارتی گوناگون، گریدهای خاصی را به منظور استفاده در کاربردهای پزشکی و غذایی توسعه داده اند و تحت نام Medical Grade Stabilizer عرضه می کنند. شرکت کره ای KD-Chem یکی از این شرکت های پیشرو است که در این مقاله با گرید استابلایزر Medical این شرکت آشنا خواهیم شد.

Medical Stabilizer

MW-30 نام گرید استابلایزر پزشکی شرکت KD-Chem است. از آنجاییکه این گرید به صورت اختصاصی برای تولید محصولات و کامپاندهای پزشکی پایه PVC طراحی شده است، بنابراین فاقد هرگونه عناصر سنگین است و بر پایه عناصر کلسیم و روی، Ca-Zn، ارائه می گردد. این استابلایزر به صورت پودری است و هیچگونه اثر منفی بر شفافیت محصولات تولیدی نخواهد گذاشت و کاملا مناسب برای به کارگیری در کامپاندهای تولید انواع ماسک، تیوب و … پزشکی است. بسته بندی گرید MW-30 به صورت کیسه های 20 kg است.

هیدروتالیست

کمک پایدار کننده های حرارتی، راه حلی مقرون به صرفه و موثر در افزایش کیفیت محصولات PVC

در آخرین بخش از سلسله مقالات معرفی استابلایزرهای حرارتی PVC (کمک پایدار کننده های حرارتی) به سراغ معرفی هر خانواده رفتیم و مزایا و معایب هر گروه را شرح دادیم.

کمک پایدار کننده های حرارتی ( استابلایزر) PVC، خانواده ای وسیع و متنوع بخش دوم

اما از آنجاییکه بیش از 20 سال است که تمرکز کمپانی های پیشرو و انجمن های مختلفی همچون سازمان های غذا و دارو، به حذف استابلایزرهای حاوی فلزات سنگین معطوف شده است، مدتی است که گروه جدیدی به لیست افزودنی های مورد استفاده در فرمولاسیون PVC و به منظور افزایش پایداری حراتی این پلاستیک، اضافه شده اند. نام این گروه کمک پایدارکننده های حرارتی یا کو استابلایزر است (Co-Stabilizer) است و شما می توانید با مراجعه به لینک زیر با کلیاتی در مورد این افزودنی ها آشنا شوید و ادامه مطلب را با معرفی ویژه گروه هیدروتالسیت ها در این بخش همراه باشید.

افزایش کارایی استابلایزرهای حرارتی PVC با استفاده از کمک پایدارکننده ها

استابلایزر PVC

هیدروتالسیت ها ساختارهای صفحه ای معدنی با فرمول شیمیایی کلی Mg6Al2CO3(OH)16·4(H2O) هستند و ساختاری شبیه به پرکننده تالک دارند. ساختار صفحه ای در هیدروتالسیت ها با آرایش های مختلفی روی یکدیگر قرار می گیرند و در فضای بین صفحات آنیون های کربناتی قرار می گیرند که اتصالی ضعیفی دارند و به همین دلیل هیدروتالسیت ها به راحتی می توانند در واکنش های تعویض یونی شرکت کنند. همین ویژگی منجر به کاربرد گسترده این مواد در صنایع مختلفی همچون پزشکی، تصفیه پساب، مواد شیمیایی پایدارکننده و جاذب اسید شده است.

پس از این مقدمه با رنگ و بوی علم شیمی، به سراغ کاربردهای جذاب هیدروتالسیت ها در دنیای پلاستیک ها می رویم. هیدروتالسیت ها دو کاربرد مهم در صنعت پلاستیک دارند:

  • خنثی کننده کاتالیست
  • پایدارکننده حرارتی

در کاربرد اول و در مقام خنثی کننده کاتالیست، هیدروتالسیت ها به کمک مهندسین پلیمر در مرحله تولید پلی الفین ها می آیند. در واقع بخشی از کاتالیست مورد استفاده در فرایند پلیمریزاسیون پلی الفین ها، مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن، خاصیت اسیدی دارد و وارد محصول تولیدی می شود. این اجزای اسیدی می توانند در مراحل بعدی استفاده از پلیمر مشکلاتی را، از جمله ایجاد برهمکنش های منفی با سایر افزودنی ها، ایجاد خوردگی در دستگاه های تولید و … بروز دهند. به همین دلیل پس از تولید پلی الفین ها افزودنی های جاذب اسید به آن ها اضافه می شود. هیدروتالسیت ها می توانند به عنوان جاذب اسید در تولید پلی الفین ها به کار روند. هیدروتالسیت ها در این کاربری علاوه بر خاصیت جذب اسید بالا، برهمکنش منفی با افزودنی های دیگر مورد استفاده ایجاد نمی کنند.

هیدروتالیست

حال به سراغ دومین کاربرد مهم هیدروتالسیت ها می رویم. هیدروتالسیت ها توانایی بسیار بالایی در جذب یون کلراید دارند. همین مزیت بسیار مهم منجر به ظهور ایده استفاده از هیدروتالسیت ها در پایدارسازی حرارتی PVC شده است. در صنعت PVC هیدروتالسیت ها به کمک پایدارکننده معروف هستند و عملکرد هم افزایی را در استفاده همزمان با دیگر استابلایزرهای حرارتی و به خصوص انواع کلسیم – زینک دارند. استفاده از مقادیر بسیار کم هیدروتالسیت ها، حدود 0.1-2 phr، در کنار استابلایزر اصلی می تواند مقدار استفاده از استابلایزرها را، که معمولا قیمت بالاتری دارند، کاهش دهد.

در دو بخش بعدی این مقاله در ماه های بعد در ارتباط با این کاربردهای هیدروتالسیت ها توضیحات فنی و تکمیلی تری را مرور خواهیم کرد.

کارایی استابلایزرهای حرارتی

افزایش کارایی پایدارکننده های حرارتی PVC با استفاده از کمک پایدارکننده ها

اگر PVC برآورده کننده الزامات کاربری قطعه مورد نظر ما باشد، بایستی حتما به فکر انتخاب استابلایزر حرارتی مناسب، یا همان استابلایزر حرارتی باشیم. در بخش های قبل به صورت مفصل با انواع استابلایزر های حرارتی مورد استفاده در تولید قطعات مختلف مبتنی بر PVC آشنا شدیم. مسئله پایدارسازی PVC در برابر حرارت آنقدر مهم است که در کنار خانواده بزرگ پایدارکننده های حرارتی، گروه کمک پایدارکننده حرارتی (Co-stabilizer) نیز توسعه داده شده اند. همانطور که از اسم این افزودنی ها بر می آید با استفاده از آن ها همراه با پایدارکننده حرارتی اصلی، منجر به افزایش اثربخشی استابلایزر می شوند. این بخش نکات کاربردی را در ارتباط با این افزودنی ها مطرح خواهد کرد.
به صورت کلی کمک پایدارکننده های حرارتی مورد استفاده در صنعت PVC شامل گروه های زیر هستند:
– ترکیبات معدنی
– آنتی اکسیدانت ها
– اپوکسی ها
– پلی ال ها
مهمترین ترکیب کمک پایدارکننده حرارتی معدنی که تجاری سازی شده است، هیدرتالسیت است. هیدروتالسیت ها صفحات کربنی حاوی یون های فلزی هستند که با جذب کلر آزاد شده حین تخریب PVC به پایدارسازی حرارتی آن کمک می کنند. باید دقت داشت گونه های مختلفی از هیدروتالسیت ها وجود دارد که با توجه به کاربری مورد نظر بایستی انتخاب شوند. پس از هیدروتالسیت ها، زئولیت ها نیز به عنوان کمک پایدارکننده معدنی در برخی از کاربری های PVC استفاده می شوند.
کارایی استابلایزرهای حرارتی
گروه مهمی از کمک پایدارکننده های حرارتی، خانواده آنتی اکسیدانت ها هستند. در واقع PVC نیز مانند پلی الفین ها با قرار گرفتن در معرض حرارت و تنش دچار تخریب می شود. آنتی اکسیدانت ها در کنار پایدارکننده های حرارتی تاثیر هم افزا دارند و منجر به بهبود مقاومت حرارتی محصول نهایی می شوند. از جمله مهمترین آنتی اکسیدانت هایی که می توانند در فرمولاسیون های حاوی PVC استفاده شوند، می توان به خانواده آنتی اکسیدانت های فسفیتی و فنولیکی اشاره کرد. در انتخاب آنتی اکسیدانت مناسب بایستی مراقب برهمکنش آن ها با سایر افزودنی های موجود در فرمولاسیون بود.
اما قدیمی ترین و پر مصرف ترین گروه استابلایزر های حرارتی ترکیبات اپوکسی هستند. ترکیبات اپوکسی با جذب هیدروکلریک اسید و پایدار کردن بخشی از زنجیره که اتم کلر خود را از دست داده است، به کمک پایدارکننده های حرارتی می آیند. مهمترین و شناخته شده ترین عضو این خانواده روغن سویای اپوکسیده شده یا همان ESBO (Epoxidized Soybean Oil) است.
در نهایت آخرین گروه کمک پایدارکننده های حرارتی PVC مربوط به پلی ال ها است. سوربیتول و TPM (Trimethylolpropane) دو پلی ال مورد استفاده به عنوان کمک پایدارکننده PVC هستند. باید دقت داشت با قرارگیری پلی ال ها در فرمولاسیون، جذب آب محصول بیشتر می شود.
استفاده از کمک پایدارکننده های PVC یک الزام نیست. در واقع کمک پایدارکننده ها منجر به کاهش میزان استفاده از استابلایزر اصلی و بهبود پایداری حرارتی محصول می شوند. با این حال بایستی در انتخاب گونه مناسب دقت کافی به عمل بیاید و انتخاب گرید کمک پایدارکننده مناسب با توجه به سایر افزودنی های موجود در فرمولاسیون و الزامات کاربری محصول صورت گیرد. در بخش های بعدی با ویژگی های هر یک از گروه های کمک پایدارکننده ها بیشتر آشنا خواهیم شد.