هیدروتالسیت

آشنایی با هیدروتالسیت ها، پایدار کننده های حرارتی عاری از فلزات سنگین

هیدروتالسیت ها ساختارهای صفحه ای معدنی هستند که این روزها جایگاه خاصی در تولید محصولات مختلف بر پایه کامپاندهای PVC پیدا کرده اند. هیدروتالسیت ها بدون داشتن فلزات سنگین می توانند به عنوان پایدار کننده حرارتی یا کمک پایدار کننده حرارتی به کار روند. توانایی بی نظیر هیدروتالسیت ها در جذب اسیدهای حاصل از تخریب PVC منجر به بازدهی بسیار بالای این گروه به عنوان استابلایزر شده است.

شرکت Kisuma که یکی از کمپانی های فعال در حوزه تولید مواد شیمیایی پایه است، طیف گسترده ای از گریدهای مختلف هیدروتالسیت را با نام تجاری Alcamizer توسعه داده است. این گریدها همگی بر پایه هیدروتالسیت ها هستند و بر اساس کاربرد نهایی گریدهای متفاوت بهینه سازی شده اند.

هیدروتالسیت

ویژگی های منحصر به فرد Alcamizer:

  • این کمک پایدار کننده های حرارتی می توانند در کنار استابلایزرهای دیگری چون گریدهای بر پایه کلسیم یا قلع (Tin) به کار روند.
  • مزیت اصلی گریدهای Alcamizer ایجاد ثبات رنگ در محصول است.
  • گریدهای Alcamizer تمامی معیارهای بهداشتی و ایمنی را برآورده می کنند.
  • این کمک پایدار کننده های حرارتی می توانند در تولید محصولات شفاف نیز به کار گرفته شوند.
  • Alcamizer قابلیت توزیع و پخش راحتی در PVC دارد و قابلیت استفاده در تجهیزات معمول خطوط تولید را دارند.
  • تمام این گریدها می توانند به عنوان کمک پایدار کننده و حتی استابلایزر اصلی در گریدهایPVC امولسیونی و سوسپانسیونی استفاده شوند.

در بخش بعدی با جزئیات فنی گریدهای مختلف بیشتر آشنا خواهیم شد.

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.

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 این ماده 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.

این ماده 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 این ماده 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.

PVC Tin

معرفی مشخصات فنی و کاربردهای استابلایزر قلع REATINOR 801

کمپانی Reagens شرکت اروپایی شناخته شده و خوشنام در حوزه تولید استابلایزرهای حرارتی مورد استفاده در کامپاندهای PVC است. این شرکت تولید کننده طیف گسترده ای از استابلایزرهای پایه قلع است که در این بخش با یکی از گریدهای پرکاربرد آن آشنا خواهیم شد.

 

REATINOR 801 تولیدی Reagens در گروه استابلایزرهای قلع Octyl Mercaptide قرار می گیرد و به صورت مایع زرد رنگ برای تولید فیلم و ورق های مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی عرضه می شود. محتوای Mono Octyl این گرید بسیار بالا است و همین نکته این REATINOR 801 برای استفاده در کاربردهای کلندرینگ و اکستروژن PVC سخت مناسب می سازد و تاییدیه های لازم برای استفاده در کاربری هایی که در تماس با مواد غذایی قرار می گیرند را نیز دارد.

PVC Tin

REATINOR 801 قدرت بالایی در پایداری رنگ و مقاومت حرارتی محصول تولیدی دارد و پیشنهاد می شود در کنار روان کننده های (Lubricant) داخلی و خارجی مناسب بر اساس فرایند شکل دهی مورد نظر استفاده گردد. غلظت پیشنهادی استفاده از این استابلایزر قلع در محدوده 0.5-2.5 PHR بر اساس مقاومت حرارتی مورد نیاز است. این گرید در بشکه های 220 kg یا مخازن 1000 kg عرضه می شود و در زمان نگهداری بایستی دور از تابش نور خورشید و در محیط خنک نگهداری شود. حداکثر زمان استفاده از این استابلایزر قلع 6 ماه پس از تحویل در صورت نگهداری در شرایط مناسب است.

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.