کیمیاران: تولید کننده افزودنی های پلیمری (استابیلایزرهای پی وی سی و روان کننده ها)

تاثیر افزودنی ها بر پلی وینیل کلراید (PVC)
 

پلی وینیل کلراید که بیشتر به عنوان پی‌‌وی‌‌سی(PVC) شناخته می‎شود، در محصولات مختلفی نظیر تجهیزات الکتریکی، مواد ساختمانی، لوازم التحریر، تجهیزات شیمیایی، سیم‎ها، کابل‎ها و غیره کاربرد دارد و یکی از مهم ترین ترموپلاستیک‎هایی است که امروزه استفادهو به مقدار انبوه در جهان تولید می‌ شوند.

در حال حاضر50 نوع مختلف پلاستیک اولیه وجود دارد که در قالب 60000 فرمول مختلف به کارگرفته می‌شوند. آنهایی که بر پایه پلی‌‌اولفین یا پلی وینیل کلراید هستند بیشترین مقدار مصرف را در جهان دارند.

تناژ تولیدی جهانی PVC بعد از پلی‎اتیلن سبک، در رده دوم قرار دارد. اما، PVC به صورت خام فرآیندپذیری و پایداری دمایی کمتری نسبت به مواد پلاستیکی دیگر مانند پلی‌‌استایرن و پلی‌‌اتیلن دارد. PVC خام یک ترموپلاستیک است و به علت پایداری دمایی پایین، موارد استفاده از آن به صنعت محدود است. تلاش‎های زیادی برای بالا بردن پایداری دمایی و مکانیکی آن در سال های اخیر شده است. پی‎وی‎سی اصلاح نشده، ماده‎ای شکننده و انعطاف ‎ناپذیر با قابلیت محدود تجاری شدن است، چرا که فرآوری آن به صورت خام با استفاده از گرما و فشار، موجب تخریب شدید آن می‎شود. در واقع، در این حالت در اثر یک سری واکنش‌ها کلرید هیدروژن تولید شده و رنگ PVC به سرعت از سفید به رنگ زرد سپس قهوه‌‌ای و نهایتا سیاه پیش می‎رود. این تغییرات در دمای فرآوری، در حدود 150 درجه سانتی گراد مشاهده می‌شود.

در سراسر جهان استفاده از PVC فقط از طریق"کامپاندینگ" (افزودن مواد افزودنی به پلیمر پایه) آن انجام می‌پذیرد. روش تهیه دستورالعمل معمول برای کامپاندینگ به "فرمولاسیون" معروف است. با اضافه کردن مواد افزودنی مانند پلاستیسایزر، استابیلایزرهای حرارتی، روان‌کننده‌‌ها ، پرکننده‌‌ها (مثل کلسیم کربنات)و کوپلیمرسازی با دیگر مونومرها، می‌ توان ضعف‎های PVC را بهبود بخشید. از نظر تجاری، کامپاندینگ PVC به معنی اضافه کردن افزودنی‌‌ها به پلیمر خام به اندازه کافی جهت تولید یک مخلوط یکدست، مناسب برای فرآیند، با کارایی بالا و در کمترین قیمت ممکن است. ترکیب و فراوری درست پی‎وی‎سی با استفاده از مواد افزودنی مناسب، یک مخلوط یا کامپاند پیچیده تولید می‌کند که رفتار و خواص آن کاملاً متفاوت از رزین PVC خام است. انتخاب نوع مواد افزودنی به کاربرد نهایی محصول PVC بستگی دارد.

مثلا برای لوله، اتصالات پروفیل ‎ که احتیاج به مقاومت به ضربه بالا دارد، پلی‎وینیلکلراید نرم نشده (Unplasticized PVC: UPVC) با مقدار بسیار جزیی پلیمرهای سنتزی لاستیکی مانند CPE ترکیب می‎شود. اصلاح شکنندگی PVC سخت که دارای چقرمگی (مقاومت در برابر شکنندگی) پایینی است با این فاز لاستیکی انجام می‎شود. راه دیگری که برای افزایش نرمی وینیل کلراید استفاده می‌شود اضافه کردن وینیل استات است. بنابراین در فرمولاسیون‌های تجاری PVC نسبت پلاستیسایزر(نرم‌کننده) بین 15 تا 60 درصد وزنی متغیر است. نوع دیگری از ‌PVC وجود دارد که میزان کلر آن نسبت به پی‌‌وی‌‌سی معمول بالاتر است و در نتیجه سخت ‌تر از PVC معمول است و با نام کلر (Chlorinated PVC: CPVC) شناخته می‌شود. همچنین در 40 سال گذشته نوع دیگری از رزین‌های PVC، با نام پی‌‌وی‌‌سی آرایش یافته یا جهت یافته (Molecularly Oriented PVC: OPVC) تولید شده که در صنایع لوله‌‌سازی کاربرد دارد.

 

شکل 1-  شماتیک تفاوت ریزساختار UPVC و OPVC و تفاوت سطح شکست لوله های تولید شده با آنها.

حتی در دمای فرآیند کم، پلی‎وینیل‎کلراید تجزیه شده و هیدروژن کلرید (HCl) از دست می‎دهد و تجزیه می‎شود. جابه‎جایی هیدروژن فعال در PVC امری بدیهی است. اما این امکان وجود دارد که یا از طریق نمک‌های اروگانومتالیک از حرکت آن جلوگیری کرده و PVC را پایدار کرد، و یا به فعالیتهای کاتالیستی هیدروژن کلرید پایان داد.

برای دستیابی به خاصیت نفوذناپذیری (Sealing) بهتر، پی وی سی با الاستومر و پلاستی سایزرهای خاص اصلاح می‎شود. این اصلاحات موجب کم شدن دمای انتقال شیشه‎ای (T_g)، افزایش قابلیت تغییر فرم، الاستیسیته، افزایش مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر روغن ها، مواد سوختی و مواد شیمیایی پاک کننده می‎شود.

همانطور که گفته شد وضعیت فیزیکی و مورفولوژی (شکل) پلیمر اثر زیادی روی خواص مکانیکی دارد. یک مقیاس ساده از تفاوت‎های ایجاد شده در رفتارهای مکانیکی، افزایش طولی (Elongation) است که هنگام اعمال تنش روی نمونه پلاستیک اتفاق می‌افتد. تقریبا همه‎ی پلاستیک‎ها مقداری افزایش طول در هنگام اعمال تنش نشان می‎دهند که هنگام برداشتن تنش بازیابی نمی‎شود. مشخصه‎های مکانیکی به شدت تحت تاثیر نوع و مقدار نرم‌کننده ها (پلاستیسایزرها) هستند. به نسبت کمتر، پرکننده‌ها (filler) نظیر کلسیم کربنات، خصوصیات فیزیکی را  تحت تاثیر قرار می‎دهند. PVC نرم نشده (UPVC) یک ماده سخت است در حالی که پی وی سی نرم شده انعطاف‎پذیر بوده و حتی وقتی تحت تنش قرار می‌گیرد رفتار الاستیک از خود نشان می‌دهند.

به علت تنوع زیاد کامپاندهای PVC، توجه به مشخصات رزین PVC برای دید پیدا کردن درباره‎ی فرمولاسیون ترکیبات PVC اهمیت دارد. جدول 1 بعضی از خواص رزین PVC و جدول 2 ، 3 ، 4 برخی از فرمولاسیون‌های مرسوم محصولات PVC را  نشان می‎دهد.   ‎

                                                جدول 1 – خواص معمول پی وی سی

                                              جدول 2 - فرمولاسیون لوله پی وی سی سخت

                                                    جدول 3 - فرمولاسیون روکش کابل                                             

                                                        جدول 4- فرمولاسیون اتصالات                                           

همچنین می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان فروش شرکت کیمیاران در تماس باشید و از مشاوره آنها در زمینه تهیه فرمولاسیون بهینه بهرمند شوید.

تلفن تماس: 34710210-026 و 34710220-026

کپی برداری با ذکر منبع بلامانع است.