کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ٣٢٣۴
تاریخ انتشار : ١٣٩۵/٠۴/٠٣
بازدید : ٢١٣٩

مقايسه انواع نرم کننده‌ها يا پلاستي‌سايزرها


نرم کننده یکی از افزودنی های پر مصرف در صنایع پلیمری به خصوص صنعت پی وی سی هستند، از این افزودنی ها به منظور افزایش انعطاف پذیری در محصول پلیمری استفاده می شود. در این مقاله انواع مختلف نرم کننده های مورد استفاده در صنعت پلیمر بررسی می شود.


مقايسه انواع نرم کننده‌ها يا پلاستي‌سايزرها
مقايسه انواع نرم کننده‌ها يا پلاستي‌سايزرها

طبق تعریف نرم‌کننده يا پلاستي‌سايزر عبارت است از ماده‌ای که در ترکیب با ماده دیگر (عموماً پلاستیک و یا الاستومر) منجر به افزایش انعطاف می‌شود. حضور نرم‌کننده می‌تواند باعث کاهش دمای انتقال شیشه‌اي، ویسکوزیته مذاب و مدول الاستیک شود.
بیشترین بازار مصرف نرم‌کننده در صنایع پلیمری (حدود80درصد) متعلق به صنعت پی‌وی‌سی است.
استفاده از مقادیر کم نرم‌کننده در فرمولاسیون پی‌وی‌سی موجب کاهش دمای فرایند و ممانعت از تخریب حرارتی آن می شود. از طرف ديگر این افزودنی به دليل ايجاد انعطاف پذيري يكي از اجزاي اصلی فرمولاسیون پی‌وی‌سی نرم به شمار مي‌رود.
نوع و مقدار مصرف نرم‌کننده در فرمولاسیون پی‌وی‌سی بر فرایند پذیری و کاربرد نهایی محصول تاثير بسزايي دارد. در مقادیر کم (کمتر از 15Phr) نرم‌کننده با نفوذ ميان زنجیرها و جلوگیری از ارتعاش و حرکت مولکولی خاصیت ضد نرم‌کنندگی مشاهده می‌شود. در این مقادیر نرم‌کننده، افزایش مدول و استحکام کششی و کاهش ازدیاد طول در نقطه شکست و استحکام ضربه مشاهده می‌شود (شکل 1). همچنین در مقادیر بسیار بالای نرم کننده ( بیشتر از 90Phr ) تغییرات خواص مکانیکی با تغییر میزان نرم‌کننده بسیار ناچیز است. در غلظت میانی نرم کننده (20-80Phr) ساختار شیمیایی نرم‌کننده نقشي تعین کننده بر سهولت فرایندپذیری پی‌وی‌سی دارد.

اثر DOP بر PVC
سازگاری نرم‌کننده و پی‌وی‌سی
میزان سازگاری پلیمر و نرم‌کننده به كمك پارامتر حلاليت مشخص مي‌شود. در صورتي نرم‌كننده‌ با پي‌وي‌سي سازگاري دارد كه اختلاف پارامتر حلالیت آنها برابر با(cal/cm 3) 0.5 1.5باشد.
کلیه اجزای موجود در فرمولاسیون نظیر پایدارکننده، رنگدانه، فیلر، روان‌کننده و... می‌توانند سازگاری مابین پلیمر و نرم‌کننده را تحت تاثیر قرار دهند. در شرايطي نرم‌کننده می‌تواند موثر باشد که برهمکنش‌های پلیمر- نرم‌کننده بر سایر برهم‌کنش‌ها غلبه کند. اگر نرم‌کننده و پلیمر سازگاري نداشته باشند، جدایی فازی رخ داده و نرم‌کننده به سطح قطعه مهاجرت می‌کند، در این حالت نرم‌کننده به عنوان عامل جدایش از قالب عمل نموده و عملاً خواصی که به عنوان نرم کننده از آن انتظار می‌رود را نشان نخواهد داد.
انواع نرم‌کننده‌های مورد استفاده در پی‌وی‌سی
نرم‌کننده مناسب برای پی‌وی‌سی بايد از یک جزء قطبی مانند گروه کربونیل و یک جزء غیر قطبی مانند زنجیر الیفاتیک یا استر تشكيل شده باشد. جزء قطبی مسئول برهم کنش با پی‌وی‌سی و کاهش سرعت مهاجرت نرم‌کننده از آمیزه، و جزء غیر قطبی مسئول کنترل حجم آزاد است.
به طور كلي نرم کننده‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند. نوع اول پایداری و ماندگاری بیشتری در آميزه دارد اما نوع دوم به دليل سازگاری کمتر با رزین معمولاً به همراه نوع اول و به منظور کاهش قیمت به کار می‌رود.در ادامه به مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین نرم‌کننده‌هاي صنعت پی‌وی‌سی پرداخته شده است:
فتالات‌ها
این دسته که پرمصرف‌ترین نرم‌کننده پی‌وی‌سی است در واقع استرهای اسید فتالیک بوده که از واکنش فتالیک انیدرید و الکل به دست می‌آید. سازگاری و فرایندپذیری خوب، فراریت کم، پایداری در مقابل نور و دما و قیمت کم از ویژگی‌های این دسته به شمار می‌رود.
در این گروه دی‌اکتیل‌فتالات (DOP) بیشترین کاربرد را دارد اما به دليل اثرات نامطلوب زیست محیطی، مصرف آن رو به کاهش است. امروزه در صنایع غذایی و پزشکی دی‌ایزونیل فتالات (DINP) و دی‌ایزودسیل فتالات (DIDP) به جای دی‌اکتیل فتالات استفاده می‌شود. این دو نرم‌كننده به دلیل وزن مولکولی بالاتر دوام بیشتری در آمیزه پلیمری دارند. دوام بيشتر در آميزه موجب افزايش دماي عملكردي نيز مي‌شود. دمای عملكرد دی‌اکتیل فتالات و دی ایزودسیل فتالات به ترتيب عبارتند از: 0C60 و0C 75  
فسفات‌ها
استرهای اسید فسفریک مانند تری‌اریل‌ها علاوه بر نقش نرم‌کنندگی، مقاومت در برابر شعله‌وری را نيز افزايش مي‌دهند. اهمیت این گروه از آن جهت است که بسیاری از نرم‌کننده‌ها مانند فتالات‌ها، تریملیتات‌ها و غیره اشتعال‌پذیری پی‌وی‌سی را که خود ذاتاً اشتعال‌پذیر نیست، افزایش می‌دهند.  قیمت این گروه بیشتر از فتالات‌هاست و نقص اصلي آنها این است که در دمای پایین خواص خوبی ایجاد نمی‌کنند.
دی‌استرهای الیفاتیک
این گروه به منظور بهبود خواص در دمای پایین به کار می‌روند. سه دسته مهم اين گروه عبارتند از: آدیپات‌ها، سباسات‌ها و آزلات‌ها. مشکل اصلی این نرم کننده‌ها سازگاری کم با پی‌وی‌سی است که آنها را در دسته نرم کننده‌های ثانویه قرار می‌دهد.
اپوکسی‌ها
مشهورترين نرم‌كننده اين دسته روغن سویای اپوکسی شده است که  عمدتاً در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارد. ویژگی‌های مهم این گروه عبارت است از: سازگاری بسیار خوب با پی‌وی‌سی، پایداری نوری و حرارتی، مقاومت در برابر استخراج و مهاجرت (به طوری که قابل مقایسه با نرم‌کننده های پلیمری است)، اثر هم‌افزایی در کنار پایدار کننده‌های فلزی مانند ترکیبات روی-کادمیوم. از معایب این گروه مي‌توان به مشکلات انبارش آن اشاره كرد. اين ماده در دماي پايين تمایل به بلورینگی دارد که البته با گرم كردن آن تا دمای 0C 40-30 ساختارهاي بلوري ایجاد شده بدون تاثير بر عملکرد نرم کنندگی از بین می روند.
تریملیتات‌ها
ويژگي برتر این گروه فراریت بسيار کم آنهاست كه باعث شده كاربرد زيادي در توليد عایق‌های الکتریکی و قطعات داخلی ماشین داشته باشند. دمای عملكرد تریملیتات‌ها به مراتب بالاتر از فتالات‌ها یعنی حدود0C 105 است. این نرم کننده‌ها همچنین مقاومت خوبی در برابر استخراج توسط محلول‌های آبی نشان می‌دهند لذا گزينه مناسبي براي كاربردهاي در تماس با آب به عنوان مثال قطعات ماشین لباسشویی هستند. قیمت بالا و عدم خواص خوب در دمای پایین از معایب این نرم کننده‌ها به شمار مي‌رود.
نرم کننده‌های پلیمری
وزن مولکولی بالای این دسته موجب حداقل فراریت و ماندگاری بالاي آنها در آميزه پی‌وی‌سی می‌شود. این نرم کننده‌ها به خصوص برای کاربرد عایق‌های الکتریکی که زمان طولانی در دمای بالا هستند و قطعات مجاور روغن‌ها و حلال‌ها مناسب هستند. قیمت بالا، سرعت بسيار پايين انحلال در پلیمر، ویسکوزیته بالا و عملکرد ضعیف در دمای پایین از معایب این گروه به شمار می‌رود.
راندمان نرم شوندگی
ميزان راندمان نرم‌كننده از دو منظر بررسي مي‌شود. در حالت اول تاثير نرم‌كننده بر میزان کاهش دمای انتقال شیشه‌ای پلیمر به عنوان معيار در نظر گرفته مي‌شود زیرا سیالیت زنجیرها تحت تاثیر نرم‌كننده‌هاي مختلف متغير است. در حالت دوم، مقدار مصرف مورد نياز از يك نرم‌کننده برای رسیدن به سطح مشخصی از خواص مکانیکی مانند مدول در 100% کشش و ... بررسي می‌شود. مقايسه راندمان انواع نرم كننده‌ها در جدول زير مقايسه شده است. بايد به خاطر داشت اگرچه راندمان بالاتر نرم‌کننده مطلوبتر است اما قیمت نرم‌کننده نيز عاملی مهم در انتخاب نوع نرم‌کننده به شمار می‌رود.




مقایسه راندمان انواع نرم کننده ها در فرمولاسیون پی وی سی
برچسب: پلاستي‌سايزر, باعث کاهش دمای انتقال شیشه‌اي, ویسکوزیته مذاب , مدول الاستیک, صنایع پلیمری , فرمولاسیون پی‌وی‌سی , کاهش دمای فرایند , کاهش ازدیاد طول در نقطه شکست , سازگاری پلیمر و نرم‌کننده , دی‌اکتیل‌فتالات , نرم کننده DOP, دی‌ایزونیل فتالات, نرم کننده DINP, نرم کننده DIDP, روغن سویای اپوکسی شده

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد