آشنایی با جدیدترین نسل های نرم کنندهPVC یا Plasticiser

شاید به جرات بتوان گفت PVC تنها پلاستیکی است که با وجود چالش های بیشمار زیست محیطی و مخاطرات سلامتی مرتبط با افزودنی های مورد استفاده در فرمولاسیون های مختلف آن، متوجه فراز و نشیب های فراوانی در توسعه محصولات مختلف شده است. با وجود این فراز و نشیب ها و با توجه به پتانسیل ها و مزایای فراوان، همچنان PVC یکی از گزینه های مطرح برای تولید محصولات مختلف مورد استفاده در صنعت ساختمان، سیم و کابل، بسته بندی و … است. در این بخش با محصولات نوآورانه نرم کننده یا Plasticiser های مختلف آشنا خواهیم شد.

قدیمی ترین خانواده نرم کننده ها، Plasticiser های فتالاتی هستند. با وجود عملکرد خوب و قیمت مناسب استفاده از این گروه در برخی کاربردها مانند قطعات پزشکی یا محصولات در تماس با بدن انسان یا غذا، ممنوع است. توسعه گونه های جدید نرم کننده با دو رویکرد اصلی زیر در حال وقوع است:

  • توسعه گریدهای پایه منابع زیستی با عملکرد مشابه،
  • توسعه گریدهایی که مخاطرات سلامتی ندارند، ولی ممکن است از منابع تجدید پذیر تولید نشوند.

اما مهمترین معیارهای توسعه گونه های جدید Plasticiser شامل عدم ایجاد مسمومیت و مخاطرات سلامتی زیست محیطی، پایداری حرارتی بالا، خواص مکانیکی خوب و عدم مهاجرت به سطح قطعه است.

روغن های سویا اپوکسیده شده یا ESBO (Epoxidated Soybean Oil) یکی از نرم کننده های با عملکرد بالا است که در حال استفاده به جای گزینه های فتالاتی است. گروه دومی که پتانسیل استفاده به عنوان نرم کننده را دارند الکل های پایه منابع زیستی هستند. این گونه ها گروه خاصی از الکل ها با جرم مولکولی بالا هستند که می توانند به عنوان Plasticiser مورد استفاده قرار گیرند.

می توانید با مراجعه به معرفی ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان مطالب بیشتری در مورد ESBO مطالعه کنید.

چرم مصنوعی

مخلوط کردن گریدهای مختلف PVC برای دستیابی به خواص دلخواه در تولید چرم های مصنوعی

مخلوط کردن یا آلیاژسازی پلیمرهای مختلف کاربرد گسترده ای در تولید قطعات مختلف پلیمری همچون تولید چرم های مصنوعی دارد. این کار در اصطلاح Blending نامیده می شود و امکان بهره مندی از خواص هر دو پلیمر را مهیا می کند. از آنجایی که گریدهای مختلف یک پلیمر (مانند گریدهای مختلف PVC با K-Value مختلف) می توانند خواص متفاوتی داشته باشند، مخلوط کردن گریدهای مختلف حتی یک پلیمر نیز می تواند در جهت بهینه سازی خواص فیزیکی، فرایندی و مکانیکی موثر باشد.

چرم های مصنوعی به کمک پلیمرهای مختلفی چون PVC و PU تولید می شوند. به دلیل قیمت مناسب و خواص قابل تنظیم و البته مناسب، چرم های مصنوعی پایه PVC کاربرد گسترده ای در صنعت پوشاک، مبلمان و دکوراسیون و خودرو دارند. این محصولات عموما به صورت ساختارهای چند لایه تولید می شوند و فرمولاسیون کلی آن ها شامل PVC پایه، استابلایزر (در گذشته استابلایزرهای سرب مورد توجه بود و در حال حاضر در بیشتر موارد مخلوط های فلزی چون کلسیم-روی، روی-کادمیوم و …)، نرم کننده یا Plasticizer، عامل فوم زا و فعال کننده (Foaming agent, Kicker) و در نهایت روان کننده ها و رنگدانه است. در برخی محصولات وکس ها و روغن های پارافینی نیز استفاده می شود.

چرم های مصنوعی

مهمترین نکته در تولید چرم های مصنوعی انتخاب صحیح PVC پایه است. انتخاب صحیح PVC تاثیر مهمی بر فرایند پذیری، خواص مکانیکی محصول تولیدی و حتی کیفیت ظاهری و سطح چرم مصنوعی دارد. معمولا PVC های با K-Value در محدوده 60-75 برای تولید چرم مصنوعی مناسب هستند. باید دقت داشت استفاده از K-Value های بالا خواص مکانیکی بهتری در محصول نهایی ایجاد می کند و در عین حال احتمال بروز نواقص ظاهری را به دلیل فرایند پذیری ضعیف بالاتر می برد. ترکیب کردن گریدهای مختلف PVC می تواند تعادلی در خواص مکانیکی و فرایند پذیری خوب را در تولید چرم مصنوعی ایجاد کند. برای مثال می توان PVC های با K-Value کم و زیاد با یکدیگر ترکیب و به خواص دلخواه دست پیدا کرد.

PVC K Value

چگونه گرید PVC مناسب کاربری مد نظرمان را انتخاب کنیم؟

تفاوتی ندارد که یک گرید PVC مناسب برای تولید انواع لوله های تحت فشار یا فاضلابی می خواهیم، فرایند کلدرینگ یا دیگر روش های تولید فیلم را مد نظر داریم، در صنعت سیم و کابل به دنبال PVC هستیم یا قطعات مدیکال و پزشکی را هدف قرار داده ایم. گام اول در تولید تمامی این قطعات انتخاب گرید مناسب PVC است. مهمترین مشخصه گریدهای مختلف PVC مقدار K-Vlaue آن ها است که در این بخش با تاثیرات این شاخص بیشتر آشنا خواهیم شد.

K-Value در واقع شاخصی برای مشخص کردن درجه پلیمریزاسیون PVC یا تعداد منومرهای موجود در زنجیره های آن است. از آنجایی که بخش اصلی هر فرمولاسیونی در صنعت PVC، گرید پایه است، بنابراین K-Value نقش مهمی بر فرایند شکل دهی و خواص قطعه نهایی دارد.

PVC K Value

با افزایش K-Value امکان افزودن نرم کننده ها افزایش می یابد، شفافیت و براقیت محصول کاهش یافته و استحکام، ضربه پذیری و سفتی آن بالا می رود. در چنین حالتی زمان فیوژن بالا می رود و ویسکوزیته کامپاند نیز افزایش داد. بنابراین در حین انتخاب PVC هایی با K-Value بالا بایستی از دمای شکل دهی بالاتر استفاده شود و حتما برای نرم کننده ها نیز جایی باید در نظر گرفت. همچنین باید به مقاومت شیمیایی و دمای نرمی بالاتر (HDT/Vicat) این گریدها نیز اشاره کرد.

بیشترین K-Value گریدهای PVC در حدود 70-75 است که با توجه به خواص مکانیکی فوق العاده برای تولید سیم و کابل و ژئوممبران ها بسیار مناسب هستند. گروه بعدی که کاربردهایی چون انواع لوله و اتصالات، دیوار پوش ها و برخی ورق و فیلم ها به کار می روند K-Value در محدوده 63-68 دارند و در نهایت گریدهای با K-Value در محدوده 57-60 در تولید ورق و فیلم و قطعات تزریقی به کار می روند.

 

PVC High K value Wire

کاربردهای گریدهای PVC با وزن مولکولی بسیار بالا (PVC K75)

اولین تجربه موفق تولید PVC به حدود سال های 1840 میلادی باز می گردد. در این سال ها در مقیاس آزمایشگاهی منومر VCM که امروز به عنوان خوراک اصلی تولید گریدهای مختلف PVC به کار می رود، به PVC تبدیل شد. حدود چهل سال بعد تولید PVC در مقیاس صنعتی اتفاق افتاد و در نهایت با کشف نرم کننده ها و پایدارکننده های حرارتی دامنه کاربرد های این پلاستیک گسترده تر شد و امروز سومین پلاستیک پرمصرف است. اگر بخواهید در مورد کاربردهای گریدهای PVC مطالعه کنید، در اولین قدم ضروری است با مفهوم K Value آشنا شوید. لینک زیر این شاخصه فنی PVC را شرح می دهد و این مقاله یکی از گریدهای خاص و ویژه را شرح خواهد داد.

PVC High K value Wire

K Value بالاتر در گریدهای PVC به معنای افزایش جرم مولکولی آن ها است. به عنوان یک قاعده کلی می توان گفت با افزایش جرم مولکولی استحکام و مدول مکانیکی افزایش می یابد. خواص دیگری نیز همچون سختی و مقاومت های شیمیایی و الکتریکی نیز افزایش خواهند یافت. PVC هایی با K value در محدوده 70-75 بالاترین جرم مولکولی را دارند. این گریدها برای کاربری های خاص و ویژه توسعه داده شده اند. تنها نکته ای که در حین استفاده از این گریدها بایستی در نظر داشت، اکستروژن و شکل دهی آن ها است که به دلیل جرم مولکولی بالا به مقادیر بیشتری از نرم کننده نیاز دارند. این گریدها در صنعت سیم و کابل، پوشش برای تسمه نقاله های با عملکرد بالا و کفپوش های خاص صنعتی به کار می روند.

استفاده از PVC های با K Value در محدود 70-75 در صنعت سیم و کابل مزایای زیر را به دنبال دارد:

  • افزایش مقاومت در برابر سایش،
  • کاهش مهاجرت نرم کننده و افزایش طول عمر سرویس دهی،
  • حفظ خواص مکانیکی در دماهای پایین.

این گریدها برای تولید سیم و کابل های با عملکرد بالا مناسب هستند.

PVC artificial leather

نکات کاربردی مهم در خصوص افزودن ESBO به کامپاندهای مختلف PVC

در بخش قبلی با کاربردهای مختلف ESBO و مزایای استفاده از آن آشنا شدیم. این بخش نکات کاربردی را در خصوص استفاده از ESBO در کاربری های مختلف بیان خواهد کرد.

در کاربری مختلف و مشابه چرم مصنوعی پیشنهاد می شود بیشتر از 3 phr از ESBO استفاده نشود. مصرف بیشتر از این مقدار منجر به مهاجرت روغن خواهد شد. همچنین در خصوص فیلم های مورد استفاده در صنعت بسته بندی به منظور جلوگیری از مهاجرت ESBO، حداکثر غلظت 20 phr پیشنهاد می شود.

در کاربری هایی که در آخرین مرحله فرایند چاپ و پرینت بر محصول نهایی اعمال می شود، پیشنهاد می شود حداکثر 3 phr از ESBO در فرمولاسیون استفاده شود. مصرف بیشتر می تواند منجر به کاهش چسبندگی جوهر چاپ با سطح PVC شود.

افزودن هر 1 phr از ESBO منجر به کاهش 2 °C در دمای نرمی PVC می شود. بنابراین در کاربردهایی که دمای نرمی معیار طراحی است، بایستی این نکته مدنظر قرار گیرد.

ESBO

در خصوص شرایط انبارداری مطلوب بایستی در نظر داشت نگهداری ESBO در دمای کمتر از 45 °C و به دور از هرگونه غبار و آلودگی اهمیت بسیار بالایی در حفظ کیفیت آن دارد. باید در نظر داشت در دماهای کمتر از 15 °C ویسکوزیته ESBO بسیار بالا می رود و انتقال آن کمی مشکل است. در چنین وضعیتی می توان با قدری حرارت دادن (تا دمای کمتر از 40 °C) این مشکل را برطرف نمود. در صورت تماس دست یا صورت با ESBO، با آب فراوان محل تماس را شستشو دهید. در صورت تماس با چشم این کار را برای 15 دقیقه ادامه دهید.

شرکت پلیمر پیشرفته دانا تامین کننده گریدهای مختلف ESBO از شرکت NANYA Plastics می باشد. این گریدها شامل گرید با کاربری عادی با نام تجاری ESO-132 و گرید با کاربری ویژه با نام تجاری ESO-132D می باشند که می توانید برای دریافت مشخصات فنی این گریدها با شرکت پلیمر پیشرفته دانا تماس حاصل کنید.

PVC ESBO

کاربردهای ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان

در بخش قبلی (کاربردهای ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان) با برخی کاربردهای ESBO آن آشنا شدیم.در این بخش با ادامه کاربردهای ESBO در دیگر بخش های صنعت PVC آشنا خواهیم شد.

یکی از کاربردهای مهم ESBO تولید انواع مستربچ و کامپاند است. در این کاربری ESBO باعث افزایش چسبندگی رنگدانه و سایر اجزای پودری می شود و همچنین سازگاری این اجزا را با سایر نرم کننده ها افزایش می دهد. افزایش ESBO ویسکوزیته کامپاند را نیز کاهش می دهد و باعث بهبود فرایند پذیری می شود. پیشنهاد می شود در این کاربری 3-6 PHR از ESBO به فرمولاسیون اضافه شود.

PVC ESBO

ESBO در کنار استابلایزرهای Ba-Zn می تواند باعث افزایش مقاومت محصول تولیدی در برابر نور خورشید و شرایط هوا زدگی شود. از جمله این محصولات می توان به ژئوممبران ها اشاره کرد. افزودن 1-3 PHR ESBO می تواند مقاومت در برابر هوازدگی را افزایش دهد. همچنین وجود 2-5 PHR از ESBO در فرمولاسیون کامپاند می تواند مقاومت در برابر اشتعال ترکیبات Fire retardant را افزایش دهد.

کاربرد مهم دیگر ESBO استفاده از آن در کنار نرم کننده های پایه استری به منظور کاهش مهاجرت آن ها و همچنین افزایش مقاومت در برابر حلال ها است. برای مثال پیشنهاد می شود در کامپاندهای سیم و کابل 5-10 PHR و در گسکت های یخچال 20 PHR از ESBO استفاده شود. در تیوب های پایه PVC نیز پیشنهاد می شود 3-5 PHR از ESBO استفاده شود.

آخرین مزیت و کاربرد ESBO به خاصیت ضد شبنم و جلوگیری از ایجاد مه بر می گردد. برای مثال در قطعات خودرویی یا بسته بندی ها این عارضه مهم می باشد. استفاده از 5-10 PHR ESBO در کنار TOTM خواص ضد مه (Antifog) را بهبود می دهد.

شرکت پلیمر پیشرفته دانا تامین کننده گریدهای مختلف ESBO از شرکت NANYA Plastics می باشد. این گریدها شامل گرید با کاربری عادی با نام تجاری ESO-132 و گرید با کاربری ویژه با نام تجاری ESO-132D می باشند که می توانید برای دریافت مشخصات فنی این گریدها با شرکت پلیمر پیشرفته دانا تماس حاصل کنید.

ESBO Application

کاربردهای ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان

در بخش قبلی که لینک آن در ادامه قرار داده شده است با ESBO و مزایای استفاده از آن آشنا شدیم.

در این بخش با کاربردهای ESBO در بخش های مختلف صنعت PVC آشنا خواهیم شد.

اولین و یکی از مهمترین کاربردهای ESBO، استفاده از آن در تولید فیلم های نرم، چرم مصنوعی و پوشش های پایه PVC است. افزایش پایداری حرارتی استابلایزرهای پایه فلزات و بهبود شفافیت از جمله مزایای استفاده از ESBO در این کاربری است. غلظت مورد نیاز در این کاربری 0.5-2 PHR است. دومین کاربرد مهم تولید فیلم های بسته بندی و سلفون ها است. در این کاربری ESBO در کنار سایر نرم کننده ها به کار می رود و مهمترین مزیت آن ایجاد انعطاف پذیری مناسب در فیلم تولیدی است. غلظت پیشنهادی مناسب 10-20 PHR در این کاربری است.


ESBO Application

سومین کاربرد مهم ESBO استفاده 3-5 PHR از آن در کاربری هایی است که قطعه تولیدی در تماس با مواد غذایی و بدن انسان قرار می گیرد. از جمله این موارد می توان به تولید اسباب بازی ها و وسایل تفریحی و ورزشی اشاره کرد.

اما پس از بخش های صنعتی مهم که در آن ها ESBO به عنوان کمک پایدار کننده حرارتی به کار می رود، می توان به سایر مزیت های کلی استفاده از ESBO در تولید قطعات مختلف اشاره کرد. در بخش بعدی با این موارد، شامل خاصیت ضد اشتعال، افزایش پایداری در برابر شرایط جوی و … آشنا خواهیم شد.

شرکت پلیمر پیشرفته دانا تامین کننده گریدهای مختلف ESBO از شرکت NANYA Plastics می باشد. این گریدها شامل گرید با کاربری عادی با نام تجاری ESO-132 و گرید با کاربری ویژه با نام تجاری ESO-132D می باشند که می توانید برای دریافت مشخصات فنی این گریدها با شرکت پلیمر پیشرفته دانا تماس حاصل کنید.

 

ESBO

آشنایی با مشخصات فنی و کاربردهای دو گرید تجاری ESBO

شرکت پلیمر پیشرفته دانا تامین کننده گریدهای مختلف ESBO از شرکت NANYA Plastics می باشد. این گریدها شامل گرید با کاربری عادی با نام تجاری ESO-132 و گرید با کاربری ویژه با نام تجاری ESO-132D می باشند که در این بخش با مشخصات فنی و کاربردهای این دو گرید آشنا خواهیم شد.

ESBO یک نرم کننده و استابلایزر حرارتی غیر سمی است و گریدهای ویژه آن مانند ESO 132D عاری از بو نیز می باشند و برای کاربردهای در تماس با مواد غذایی گزینه کارآمدی هستند. هر چند هر دو گرید تولیدی شرکت NANYA Plastics مقرارت FDA را برای قرار گیری در تماس با مواد غذایی برآورده می سازند. از آنجایی که وزن مولکولی ESBO بالاتر از دیگر نرم کننده هایی چون DOP است، میزان مهاجرت آن بسیار ناچیز است و برای تولید محصولات بسته بندی با ضخامت کم و شفاف گزینه مناسبی به شمار می آید.

ESBO

از جمله کاربردهای دو گرید ESO-132 و ESO-132D می توان به تولید انواع فیلم و چرم مصنوعی پایه PVC، ورق و ژئوممبران ها، فیلم های ضد مه، شلنگ و تیوب ها و اسباب بازی ها اشاره کرد. در بخش بعدی با درصد مصرف پیشنهادی این دو گرید در کاربردهای مختلف و سایر مزایای افزودن ESBO به کامپاندهای مختلف آشنا خواهیم شد.

کمک فرایند

گریدهای Paraloid و Surecel کمپانی Dow برای تولید فوم های پایه PVC

 Paraloid و Surecel نام تجاری خانواده بزرگ رزین های اکریلیکی کمپانی Dow Chemical است که در تولید قطعات مختلف پایه PVC به عنوان کمک فرایند و اصلاح کننده ضربه به کار می روند. این بخش شما را با گریدهای مناسب Paraloid و Surecel برای تولید قطعات حاوی ساختارهای فوم PVC آشنا خواهد کرد.

ساختارهای فومی PVC در تولید انواع ورق، پروفیل و لوله (دارای لایه حاوی فوم) به کار می روند و سبکی آن ها در کنار بهای تمام شده کم، مهمترین مزیت رقابتی این محصولات است. برای تبدیل PVC به ساختار فومی بایستی فرمولاسیون مناسبی را تهیه کرد و از رزین های PVC با K-Value مناسب در کنار عوامل فوم زا، اصلاح کننده ضربه، کمک فرایند و دیگر افزودنی های لازم بر اساس روش تولید فوم استفاده کرد.

کمک فرایندهای اکریلیکی بخش اصلی فرمولاسیون فوم های PVC را تشکیل می دهند و وزن مولکولی این کمک فرایندها مستقیما بر راندمان بهبود کیفیت فوم نهایی اثر گذار است. وزن مولکولی کمک فرایند مشخصا بر ویسکوزیته، استحکام مذاب و در نهایت بر تعداد و اندازه سلول های موجود در ساختار فوم اثر گذار است.

کمک فرایند

شرکت Dow گرید Paraloid 435 و Paraloid 435G را به صورت ویژه برای تولید لوله های دارای هسته فومی توسعه داده است. همچنین گرید Surecel 445 برای تولید ورق های فومی با ضخامت کمتر از 19 mm و گرید Surecel 466 ER برای تولید ورق های فومی با ضخامت های بیشتر از 19 mm کاربرد دارد. این گریدها دارای وزن مولکولی بالا و خیلی بالا هستند. همچنین Dow دو لوبریکانت Paraloid K-175 ER و Paraloid K-185 ER را برای کاهش چسبندگی محصول نهایی به سطح فلز توسعه داده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص کمک فرایندهای مورد استفاده در تولید محصولات فومی پایه PVC با شرکت پلیمر پیشرفته دانا تماس حاصل فرمایید.

 

ESBO PVC

معرفی ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان

افزودنی هایی که همزمان بتوانند چند خاصیت یک پلیمر را بهبود دهند، همواره مورد توجه بوده اند. یکی از این افزودنی ها ESBO است که همزمان به عنوان نرم کننده (Plasticizer) و پایدار کننده حرارتی در فرمولاسیون های پایه PVC به کار می رود. ESBO مخفف شده Epoxidized Soybean Oil است و گاها ESO نیز نوشته می شود.

ESBO PVC

ESBO در کامپاندهای PVC به عنوان استابلایزر ثانویه (در کنار استابلایزر اصلی) به کار می رود، نقش نرم کننده و همچنین لوبریکنت نیز دارد. در واقع به پایداری حرارتی کمک می کند و جریان پذیری کامپاند را بهبود می دهد. علاوه بر این دو مزیت، استفاده از ESBO باعث افزایش پایداری قطعات تولیدی در برابر نور خورشید و به خصوص اشعه فرابنفش آن می شود.

ESBO بر پایه روغن سویا تولید می شود و مخلوطی از اسیدهای چرب است که در یک مرحله اپوکسیده می شوند. با اپوکسیده شدن بخش های غیر اشباع ساختار به گروه های اپوکسی تبدیل می شوند. کیفیت گریدهای مختلف ESBO در گرو انتخاب صحیح اسیدهای چرب و فرایند اپوکسیده کردن می باشد. ESBO با شکل فیزیکی مایع و با رنگ زرد عرضه می شود و محدوده غلظت مصرفی ESBO برای کامپاندهای مختلف در بازه 3-5 phr پیشنهاد می شود.

در بخش بعدی با جزئیات بیشتری در خصوص انتخاب و استفاده از ESBO آشنا خواهیم شد.