Добавки пластификаторы: Суперпластификатор Cemmix CemPlast в Москве – купить по низкой цене в интернет-магазине Леруа Мерлен

для чего нужен и что как сделать своими руками

Требования к строительным материалам растут с каждым днем. На сегодняшний день каждая строительная фирма применяет различные специальные добавки для цементных смесей с целью улучшения или изменения исходных свойств. С их помощью удовлетворяется необходимость выполнять строительные работы быстро, качественно и в любых условиях окружающей среды. Одним из таких ценных продуктов является пластификатор для бетона.

Определение

Пластификаторы для бетона – это материалы на основе полимерных веществ для сухих и жидких бетонных смесей. Цель применения – получения кладочного раствора с необходимыми свойствами текучести, пластичности, эластичности, влагопоглощения. При этом модификаторы должны быть совместимы с полимерным составом бетона, не иметь запаха, обладать низкой летучестью и устойчивостью к растворителям.

Вернуться к оглавлению

Назначение

Пластификатор применяют для избежания пустот.

Пластификатор применяют с целью решения нескольких задач. Они регулируют текучесть и подвижность бетона, что позволяет при заливке избежать пустот и получить монолитную конструкцию. Специальные добавки повышают свойство адгезии бетонных смесей с металлической арматурой и между компонентами бетона. Пластификаторами сокращаются размеры пор в бетоне, что позволяет повысить долговечность, прочность и водопроницаемость застывшего состава.

Пластифицирующими добавками увеличивается порог замерзания воды в бетонном растворе. В этом случае они действуют как антифриз, не позволяя разрушиться бетону в условиях резкого колебания температур. Пластификатором регулируется скорость замерзания. С его помощью бетон быстро застывает даже при низких температурах. Это позволяет увеличить сроки выполнения заливочных работ.

Главным условием к применению пластификаторов является конечная цель использования бетонной смеси. Это определяет тип продукта.

Вернуться к оглавлению

Свойства

Модификаторы наделены разными свойствами, которые позволяют придать бетону необходимых характеристик. Их следует добавлять для инициирования определенных процессов в кладочном веществе после заливки. Свойство гигроскопичности позволяет отрегулировать содержание воды в бетонном растворе, придать пластичности и сократить расход жидкости при приготовлении.

Добавление пластификатора увеличивает время работы с бетоном за счет предотвращения расслаивания смеси. Специальная добавка добавляется для препятствия растрескиванию бетона после застывания и улучшения адгезионных свойств поверхностей. Пластификаторами можно улучшить текучесть бетона, что позволит принять ему разнообразные формы. Это достигается за счет повышения мягкости и эластичности.

Вернуться к оглавлению

Виды

В зависимости от свойств и характера действия пластифицирующие смеси делятся на шесть видов:

1. Противоморозные, увеличивающие морозостойкость смеси. Это позволяет работать при температуре до -25°C без потери ценных свойств кладочной смеси и конечного продукта. С помощью этой категории избыток влаги в процессе созревания раствора испаряется даже в условиях низких температур.
2. Воздухововлекающие, повышающие стойкость бетонов к низким температурам. Они вызывают химическую реакцию, в результате которой выделяются пузырьки воздуха. Они равномерно распределяются по всему объему, а в условиях низких температур компенсируют нагрузку при замерзании поглощенной смесью воды. То есть при расширении кладка не разрывается, а происходит заполнение воздушных пустот. Однако применять такие добавки следует осторожно, чтобы не уменьшить прочностные характеристики готовой конструкции. Выбор воздухововлекателя зависит от наполнителя. Его стоит применять, если в составе присутствуют щебень или гравий.
3. Влияющие на отвердевание добавки вводятся для ускорения или замедления процесса схватывания.
4. Замедлители применяются для уменьшения времени отвердения. Это необходимо при транспортировке готовых смесей или при длительной подготовке технологического процесса. Например, высокая марка бетона отвердевает быстро, поэтому перевозка такого раствора может вызвать некоторые трудности. Решить это можно только введением замедлителя.
5. Ускорители позволяет сократить время засыхания бетона, что уменьшает время проводимых работ за счет отсутствия вынужденных простоев. Технологический процесс становится непрерывным, что увеличивает скорость строительства. Благодаря ускорителям бетон быстрее набирает прочность при температурах ниже нуля.

Вернуться к оглавлению

Изготовление своими руками

Мыло можно заменить на известь.

Для сокращения строительных расходов допустимо изготовление пластификаторов своими руками. Пластификатор для бетона своими руками легко можно сделать в домашних условиях. Наиболее простым способом улучшения свойств кладочного состава является добавление жидкого мыла или стирального порошка, гашеной извести или жидкого стекла. Сколько требуется того или иного компонента, определить способен только строитель. Все строго индивидуально.

Мыло придают необходимой пластичности и однородности, увеличивает время застывания. Своими руками сделанный пластификатор является самым экономичным и легкодоступным. Заменить мыло можно гашеной известью. Она придает эластичности и клейкости раствору, что актуально при работах на сложных участках. Кладка при использовании извести более гладкая и равномерная.

Повысить устойчивость и гидроизоляцию готовых конструкций помогает жидкое стекло. Для этого жидкое стекло смешивается с водой в равных пропорциях и потом добавляется к бетону. Однако этот состав разрушается при воздействии углекислого газа, поэтому лучше наносить минимум два слоя штукатурки. Примерная инструкция добавления: перед замесом к мешку цемента с керамзитом доливается 200 мл жидкого мыла. Этой пропорции достаточно для увеличения времени застывания до трех часов.

Вернуться к оглавлению

Примеры производителей и их продукция

На современном рынке наиболее популярными производителями пластификаторов являются:

• компания «SE Tylose GmbH», расположенная в Германии;
• российские компании ООО «Компонент» и «Неопласт».

Широко используются продукты торговых марок Sika, TM “Den Braven” и другие бренды. Распространенные продукты вышеперечисленных компаний:

1. Hostapur, изготовленный на сульфонате олефина с солью натрия. Применяется для кладочных составов и шпаклевок. Принцип действия основан на образовании воздушных пор, которые снижают усадку и растрескивание. Продукт лучше работает на цементной и цементно-известковой основах. Также состав придает морозоустойчивость и сокращает высолы из раствора. Hostapur улучшает смачиваемость и диспергируемость строительных смесей, снижает клейкость. Это облегчает процессы переработки и перекачки.
2. Пластифицирующий состав с3 работает комплексно. Применяется для приготовления кладочных, штукатурных, шпаклевочных, клеевых растворов для плитки, пенопласта и камня, для работ со стяжкой и бетонированием. С3 нужен для улучшения подвижности бетонного раствора на четыре пункта, сокращению на 20% его водопотребности. С помощью добавок повышается плотность, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, однородность. Он предотвращает образование трещин, усадку, ползучесть и прилипание бетона к форме, также снижает высолы пигментов. При этом смесь экологична, не имеет цвета и запаха.
3. Сипласт ПБ-1 увеличивает подвижность бетонной смеси, не влияя на прочностные качества бетона. ПБ-1 повышает марку бетона водонепроницаемости, подвижности, морозостойкости и коррозионной устойчивости. Сипласт сокращает расход воды. Применяется продукт со всеми типами бетона, используемыми при монолитном строительстве, при наружной и внутренней отделке зданий, при возведении железобетонных изделий. С помощью вспомогательных смесей регулируются сроки схватывания и скорость сцепления поверхностей. Продукт экономит на применении классических составляющих кладочного вещества с получением высоких классов бетонов и сокращает расход вяжущего компонента.
4. Другие продукты. К ним относятся жидкий Sika Mix Plus для цементной штукатурки и кладочных растворов, украинские пластификаторы Виртуоз-31 и ЦЕМАПЛАСТ, гидрозащитный уплотнитель Integral Waterproofer, строительные модификаторы ПласБет (PlasBet) бренда AngloBud и т. п. Своей универсальностью выделяется Неопласт. Этот водный раствор смешивается с другими вспомогательными веществами, сохраняя свои свойства. Неопласт вводится на любом этапе приготовления.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Изобретенные пластификаторы для бетона позволяют ускорить и облегчить процесс кладки стяжки, отделки наружных и внутренних поверхностей и прочих процессов. Например, теперь выведение пузырьков воздуха происходит без участия человека. Раньше для этого требовались дополнительные механические стадии. Получаемые поверхности из бетонных составов на пластификаторах стали безопасными, ровными и гладкими.

Пластификатор бетона – это необходимый состав кладочной смеси любого назначения.

все о добавках в бетон

Реакция гидратации и водоцементное отношение

Итак, есть три основных характеристики бетона. От чего они зависят?

• Прочность — зависит от марки цемента, рецептуры, водоцементного отношения и способа приготовления раствора.
• Водостойкость — зависит также от марки цемента, отношения вода/цемент и наличия специальных добавок.
• Удобоукладываемость — напрямую связана с количеством воды и сыпучих материалов, точнее с их соотношением.

Основной процесс, приводящий к твердению раствора и превращению его в цементный камень — это реакция гидратации цемента. При ней безводные клинкерные минералы (С2S и C3S) образуют, в основном, гидросиликаты кальция, в результате чего цементный клей начинает загустевать, схватываться и твердеть. Окончательную прочность камень наберет лишь по прошествии 3 – 5 лет.

Важно! От того, какую прочность способен набрать бетон, зависит то, сколько он стоит. Та же закономерность прослеживается для водостойкости и повышенной текучести (укладываемости).

Как видим, от качества течения реакции гидратации зависит конечная прочность и водостойкость бетона. Возникает вопрос: сколько добавлять воды, чтобы гидратация протекала наиболее эффективно? Теория говорит об оптимальном соотношении вода/цемент = 0.4. То есть на 100 кг чистого цемента необходимо 40 литров воды.

При таком соотношении твердение идет наиболее правильно, однако, подобный раствор будет практически неподвижным, работать с ним будет тяжело, а в ряде случаев и вовсе невозможно. Поэтому на практике используют больше воды. Чаще всего строители готовят смесь, исходя из её консистенции: если надо заливать стяжку, раствор делают средней текучести, если необходимо заполнить сложную опалубку — нужен более жидкий раствор.

Важно! Для достижения требуемой удобоукладываемости приходится добавлять лишнюю воду, что приводит к увеличению водоцементного отношения и снижению прочности готового материала.

Купить пластификатор или приготовить самому?

Вот мы и подобрались к ответу на вопрос: «Зачем нужен пластификатор?». Как можно понять из названия, пластификаторы повышают пластичность раствора. Это их основное назначение.

Важно! Применение пластификаторов позволяет повысить текучесть (удобоукладываемость) бетона без добавления лишней воды. В результате мы можем максимально приблизиться к идеальному водоцементному отношению, значительно повысив прочность и водостойкость бетона при сохранении его стоимости.

В строительстве для пластификации используют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Первым таким соединением была сульфитно-спиртовая барда, которая способна диспергировать коллоидную систему цементно-песчаного теста и тем самым повышать его удобоукладываемость. Позже были изобретены более эффективные средства, которые стали называть супер- или гиперпластификаторами.

Примерами подручных пластифицирующих агентов могут служить полимерные латексы типа ПВА или акрила, яичный белок, гашеная известь. Подойдут любые вещества, понижающие поверхностное натяжение воды или повышающие вовлечение воздуха в раствор.

Как это работает?

Какие же силы заставляют оставаться бетонную смесь в подвижном состоянии без добавления воды?

Как было сказано ранее вода реагирует с цементом на химическом уровне. В результате гидратации образуется прочный цементный камень. Есть еще один, совершенно ненужный способ отвердения цемента, который происходит при его неправильным хранении: молекулы слипаются в так называемые флокулы, внутрь которых вода уже попасть не сможет, то есть процесс гидратации не работает. Для того, чтобы замедлить процесс образования цементного камня, а также вернуть в рабочее состояние молекулы цемента, сбившиеся во флокулы — что равносильно экономии материала, применяют пластификатор.

Немалую роль в подобного рода реакциях имеет электрический дипольный момент, то есть неоднородное распределение заряда — поляризация молекул цемента, воды, других веществ, которые могут входить в бетонную смесь. Всевозможные добавки-пластификаторы также состоят из дипольных молекул. Это касается даже молекул яичного белка, так как в его состав входят не только электрически нейтральные аминокислоты, но и несущие некоторый заряд.

Если коротко, роль пластификатора заключается в том, что он препятствует объединению молекул. Также он разрушает флокулы, что равносильно экономии материала. И все это происходит за счет электростатического взаимодействия. Более конкретно: один конец молекул пластифицирующего вещества прикрепляется к молекулам цемента, а на другом конце при этом формируется электрическое поле, отталкивающее частицы. Таким образом, в случае попадания в бетонную смесь пластификатора, разделяет частицы бетона уже не слой воды, а более эффективное препятствие — электрическая сила.

Для чего нужен пластификатор для бетона, можно ли обойтись без него?

Чтобы лучше понять, нужен ли для бетона пластификатор, перечислим эффекты его использования:

1. Применение пластификаторов позволяет получить достаточно текучую для бетонирования смесь при сохранении оптимального соотношения воды и цемента.
2. Пластификация экономит до 15% цемента при сохранении марочной прочности, это при том, что цемент является наиболее дорогим ингредиентом смеси.
3. Прочность конечного продукта повышается в среднем на 25%.
4. Применение пластификаторов сделало возможным использование бетононасосов. Без них монолитное строительство оставалось бы слишком дорогим, и современные мегаполисы могли бы просто не появится.
5. Достигается значительная экономия за счет снижения необходимости в вибрационной обработке уложенного бетона. Появляется возможность производить самоуплотняющиеся растворы для стяжки пола — т.н. «наливные полы».

Очевидно, что использование пластифицирующих добавок — это способ повысить качество бетона или сэкономить на его стоимости. В ряде случаев это необходимая мера, а именно:

• в случае если требуется залить бетон в густоармированную опалубку,
• в случае если требуется подача бетона с помощью насоса,
• если необходимо повысить прочность и морозостойкость без замены марки цемента и его количества,
• когда нет возможности использовать вибрационный инструмент для укладки смеси.

То есть мы видим, что в большинстве случаев можно обойтись без использования пластифицирующих соединений, однако это нерационально. Единственный оправданный случай — когда масштабы и ответственность предстоящего строительства таковы, что «заморачиваться» с пластификаторами нет особого смысла.

В остальных случаях пластификация всегда оправдывает свое применение, особенно если учесть, что дозировка для стяжки пола, например, составляет 0. 5 – 1 литр на 100 кг цемента, что составляет 2 – 3 литра пластификатора типа С3 на куб бетона.

Отсюда вывод: отказ от пластификации выглядит неразумно как с финансовой, так и с технической точек зрения.

Разновидности современных добавок

Сегодня бетонные работы предполагают использование комплексных добавок, в состав которых входят:

• пластификаторы,
• воздухововлекающие вещества,
• гидрофобизаторы,
• противоморозные присадки,
• ускорители или замедлители твердения,
• уплотнители,
• ингибиторы коррозии,
• стабилизаторы и т.д.

Такие комплексы часто называют суперпластификаторами. Они применяются повсеместно и позволяют быстро и эффективно улучшить качество раствора, повысить прочность будущего камня, облегчить работу по укладке и уплотнению смеси, повысить срок службы и стойкость бетона к различным факторам коррозии.

При выборе конкретного продукта следует руководствоваться здравым смыслом. Практически все крупные производители стройматериалов выпускают пластификаторы и прочие добавки для бетона. Вам остается выбрать марку, которой вы доверяете.

Важно! Во время покупки пластификатора требуйте сертификаты соответствия или другие доказательства оригинальности происхождения продукта. Все чаще встречаются контрафактные товары, особенно в случае известных мировых брендов.

Популярные марки пластификаторов

На российском рынке представлено многообразие различных пластифицирующих добавок иностранного и отечественного производства, однако нельзя сказать, что покупательский спрос полностью удовлетворен. Пока что не во всех регионах можно легко купить нужный пластификатор — ведь существуют виды с сильно различающимися свойствами, и у каждого из них есть своя приоритетная область применения. О том, где и как их применять, подробно описывается в инструкции. Кроме того, качественную продукцию предлагают, как правило, ответственные поставщики, непосредственно связанные с производителем, или же сами производящие компании. И те, и другие всегда готовы оказать консультационную поддержку.

По отзывам потребителей очень большой популярностью пользуются такие пластификаторы, как:

• пластификаторы для сильных и очень сильных бетонных конструкций MURAPLAST FK 19, а также FK 48, FK 88 — страна-производитель Германия;
• пластификатор С-3 — Россия;
• суперпластификатор FREM GIPER W — Беларусь;
• гиперпластификатор Sika VISCOCRETE 225 — Швейцария;
• латексный пластификатор MAPEI PLANICRETE, который выпускается предприятиями итальянской группы MAPEI;
• пластификаторы и суперпластификаторы производства GOODHIM: суперпластификаторы INTERPLAST АТ: универсальный и для теплых полов; пластификаторы-комплексные добавки для кладочных растворов: летней модификации — INTERPLAST АТ R и зимней — FROST TF R; суперпластификатор для фундамента INTERPLAST АТ F;
• суперпластификаторы российского бренда CEMMIX: CEMMIX PLASTIX для работы с высокопрочными бетонами в летнее время и CEMBASE — для бетонного фундамента.

Способы применения

Даже заводские пластификаторы и добавки необходимо уметь правильно использовать. Хорошие производители всегда размещают инструкцию по применению на упаковке или внутри неё в виде отдельного вкладыша.

В продаже встречаются такие формы выпуска:

• порошки,
• жидкие концентраты,
• готовые к применению растворы.

Дешевле купить порошкообразный препарат и развести в воде самостоятельно. Пропорции зависят от состава препарата и должны быть обязательно указаны в инструкции или описании, на этикетке, во вкладыше. Далее необходимо:

1. Подогреть нужное количество воды до температуры 70 – 90 градусов. Количество воды высчитывают исходя из требуемого объема бетона и рекомендуемых пропорций производителя.
2. В горячую воду добавляем порошок при помешивании и ждем его растворения.
3. Даём раствору отстояться, при этом периодически его помешиваем. Достаточно подождать два – три часа.
4. Помним, что срок хранения жидкого раствора значительно меньше, чем у порошка. В среднем разница составляет около 100%.
5. При необходимости добавляем в раствор другие присадки.
6. Перед добавлением в воду для затворения бетона раствор следует тщательно взболтать.
7. Добавлять раствор пластификатора можно ТОЛЬКО в воду для затворения, но не в готовый бетон.

При работе со строительной химией, особенно если речь идет о концентратах, необходимо помнить о технике безопасности. Следует надеть резиновые перчатки, очки, робу с длинными рукавами и респиратор. В случае попадания препарата на кожу его необходимо как можно быстрее смыть проточной водой, обильно поливая пораженный участок.

Если вещество попало внутрь, в глаза, на слизистые оболочки, в легкие или в уши — лучше не рисковать и сразу вызвать экстренную медицинскую помощь. В составе комплексных добавок могут быть сильнодействующие реагенты, способные нанести вред здоровью.

добавки для бетона, пластификаторы и суперпластификаторы, ускорители, замедлители схватывания, гидрофобизаторы, добавки в бетон

Хоть и говорится, что лучшее — враг хорошего, а вот технологи нашей Компании так не считают. Практически ни одно современное предприятие осуществляющее производство ЖБИ, цемента или бетонных смесей не обходится без применения специальных добавок для бетона, существенно улучшающих качество и характеристики смеси и регулирующих процессы схватывания цемента и его твердения.

Казалось бы, к чему эти добавки для бетона, если бетонная смесь изготовлена на современном оборудовании, и при её производстве не были нарушены все нормы и требования по времени и тщательности замешивания, соблюдён состав смеси, использованы качественные наполнители: цемент, песок, щебень, вода? Хорошая бетонная смесь — сама по себе хороша, но если есть возможность сделать её лучше: увеличить прочность, сделать её более подвижной, повысить её влагонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, защиту от солей, нефтепродуктов и так далее тому подобное, то почему бы это не сделать?

Современное производство бетона, ЖБИ и цемента на то и современное, что учитывает все возможности и нюансы, позволяющие сделать продукцию «быстрее, выше, сильнее». Вот здесь на помощь комбинатам производящим ЖБИ и различным бетонным заводам приходят специальные добавки для бетона, воздействующие на поведение цемента на различных стадиях схватывания и твердения, и влияющие на качественные характеристики изготовленного ЖБИ, или, монолитной железобетонной конструкции, в течении всего периода эксплуатации.

Давайте рассмотрим основные виды химических добавок, которые используются на современном бетонном и ЖБИ производстве. Их можно условно разделить на группы:

• добавки в бетон, регулирующие основные свойства смеси, такие как подвижность, пластичность, водоудержание, порообразование и т.д.
• виды добавок, регулирующих сохраняемость и отвечающих за скорость твердения бетона, скорость схватывания цемента, в основном, влияющие на процесс гидратации в начальной стадии схватывания, твердения и набора прочности бетона.
• добавка для придания ЖБИ или железобетону специальных свойств: полимерная, биоцидная и т.д.
• противоморозные добавки для бетона, позволяющие производить бетонирование при минусовых температурах.
• добавка в бетон, повышающая его прочность, морозостойкость, коррозионную стойкость.
• ингибиторы коррозии стали, ибо стальная арматура, входящая в состав любых ЖБИ или монолитного железобетона, подвержена разрушающему воздействию агрессивных сред, в которых приходится работать многим железобетонным конструкциям.
• расширяющие добавки в цемент, снижающие усадку, повышающие трещиностойкость, создающих самонапряжение ЖБИ и монолитных железобетонных конструкций.
• красящие добавки — пигменты для бетона.
• добавки в бетон для гидроизоляции, к которым можно отнести различные кольматриующие добавки, гидрофобизаторы и другие средства понижающие проницаемость бетонной конструкции.
• различные поризующие виды добавок для лёгких бетонов: газообразующие, воздуховолекающие, пенообразующие и т.д.

Если у нас набралось столько групп, то сколько же будет добавок? Сразу скажу — много! Перечислять их всех — вряд ли хватит сил и времени. Выделим лишь основные, которые могут быть полезны широкому кругу строителей. Наверное не совру, если скажу, что , а вернее, его более продвинутый наследник — — самая используемая на сегодня добавка для бетона, используемая при производстве бетонных смесей. Во всяком случае Компания БЭСТО пластификатор с-3 используется практически всегда. Вообще, химические добавки, способствующие уменьшению водосодержания в составе бетонных смесей — наиболее востребованы. Очень много плюсов от их использования, а именно: повышается текучесть бетонной смеси без добавления лишней воды, она становится более пластичной, экономится цемент, повышается плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и т.д.

Вот здесь и приходят на помощь специальные добавки для бетона — пластификаторы, которые начали использовать ещё с сороковых годов прошлого столетия. На сегодняшний день, мы в основном имеем дело с их новой версией, так называемыми суперпластификаторами. Они появились в СССР ещё в начале восьмидесятых. Безусловный лидер здесь — пластификатор с-3. Одним из главных производителей суперпластификатора с-3 является компания «Полипласт». Чем же так хороши пластификаторы, давайте поглядим:

• Экономия цемента. Для получения равнопрочного бетона одинаковой подвижности с применением пластификатора с-3 и без него, на один куб бетонной смеси расходуется цемента на 15% меньше. Достигается сиё великолепие за счёт снижения количества воды затворения. Но для сохранения необходимой подвижности смеси, производители обязательно вводят суперпластификаторы или пластификаторы в бетон. Таким образом одновременно снижается водоцементное отношение и при этом не снижается подвижность.
• Без ущерба для прочности будущих ЖБИ и железобетонных конструкций повышается подвижность смеси. Что особенно актуально для монолитного строительства, где вовсю применяются бетононасосы и автобетононасосы, требующие для нормальной работы бетон п4-п5 (осадка конуса от 16 см).
• Увеличение окончательных прочностных характеристик до 25%.
• Благодаря улучшенной удобоукладываемости отпадает необходимость вибрирования свежеуложенной смеси!
• Возможность без особых проблем заливать густоармированные конструкции: колонны, узкие опалубки стен и так далее.
• Получение составов повышенной плотности (высокая непроницаемость), что положительно сказывается на водонепроницаемости ЖБИ и железобетонных конструкций в целом.
• Повышение морозостойкости вплоть до F350 и трещиностойкости.
• Снижается усадка твердеющего бетона или ЖБИ.
• Возможность получать высокопрочные ЖБИ и бетоны, с показателями прочности на сжатие свыше 100МПа! К примеру: бетонный образец марки м-350 (B25) 28 суточного возраста обладает прочностью на сжатие всего лишь 25 МПа. То есть — в четыре раза меньшей. Применяя специальные модификаторы возможно получить смесь с марочной прочностью превышающёй марку используемого при затворении цемента.
• Заводы выпускающие ЖБИ получают свою выгоду от использования пластификаторов за счёт сокращения времени пропаривания или снижения температуры в камерах. А это существенная экономия энергоресурсов, ускорение оборачиваемости формоснастки и как следствие — увеличение объёмов производства.
• Увеличивается сцепляемость арматуры с бетоном аж в 1,5 раза (если не врут конечно физики-химики)

Мне кажется, что перечисленных плюсов вполне достаточно для того чтобы понять, что производить бетонные смеси или ЖБИ без пластификаторов — не самое выгодное мероприятие. Однако, в нашей бочке мёда есть и ложка дёгтя. Маленькая такая, но есть. И дёготь этот — незначительное замедление сроков схватывания и твердения бетонной конструкции. Можно считать это отрицательным эффектом, может кому-то он покажется и положительным, но суть одна. Для компенсации замедляющего действия пластификаторов иногда вводится специальная добавка для бетона — ускоритель твердения. Она и компенсирует всё, что подпортил пластификатор, а именно график нормального твердения отлитой конструкции.

На сегодняшний момент всё чаще и чаще применяются комплексные виды добавок в бетон. Как правило, они двухкомпонентные. Например: в основе пластификатор с-3, а в довесок ускоритель твердения, либо воздухововлекающая добавка, либо микрокремнезём и т.д. Благодаря таким комбинациям бетонные заводы получают высокопрочные смеси с уникальными характеристиками.

Другие виды добавок для бетонов и растворов

Ускорители твердения бетона Для компенсации действия пластификатора, немного тормозящего процесс твердения, иногда вводятся специальные добавки — ускорители твердения. Так же ускорители твердения могут применяться при нестандартных заливках, когда требуется быстрая схватываемость нижнего слоя бетонного массива, чтобы можно было без проблем продолжать лить дальше. Классический пример — монолитная чаша бассейна, когда в объединённую опалубку дна и стен бассейна необходимо уложить бетонную смесь так, чтобы при заливке в стены она не выдавила своей массой только что отлитое дно. Обычно этот процесс растягивается во времени, но его можно существенно сократить, если использовать ускорители твердения бетона. Ещё одна область применения ускорителей — бетонирование в холодную погоду. Ведь, чем ниже температура окружающего воздуха, тем медленней происходит процесс гидратации цемента, начало и конец схватывания и набор прочности происходят в замедленном темпе. Здесь тоже помогают ускорители.

Замедлители твердения бетона По названию понятно — что делают подобные виды добавок. Применяют их для увеличения времени живучести бетонной смеси. В основном это может быть надо для транспортировки на дальние расстояния, при невозможности быстрой заливки и так далее. То есть, с применением замедлителей твердения мы берём тайм аут, чтобы успеть кое-что сделать: поесть пончиков, попить пива, поспать пока бетон будет отдыхать в бадье или корыте. Причем, растягивается это удовольствие аж на несколько часов. Как-то так. В группу замедлителей можно отнести водопонизители. Они так же оказывают замедляющий эффект.

Воздухововлекающие добавки Как Вы уже поняли из названия, они «вовлекают» воздух. При замешивании смеси создаются миллионы мельчайших микропузырьков воздуха. Для чего это нужно. Основная задача — создание в бетоне или ЖБИ микропористой структуры. Пористый шоколад помните? Вот тоже самое, только поры микроскопические. Благодаря наличию этих самых пор повышается морозостойкость бетонной конструкции или ЖБИ. Почему? Да потому как пропитавшей бетонную конструкцию воде, при замерзании, есть куда расширяться. В те самые поры. Дёшево и сердито.

Однако, и здесь не без дёгтя. Цементный камень то они уберегают от разрушения, а вот заполнители нет. Щебню так же достаётся от мороза и воды, как и без волшебных пузырьков. Но это уже совсем другая песня. Из минусов подобных добавок — снижение прочности бетонной конструкции. Незначительно, но есть. Во всяком случае, высокопрочный бетон с такими добавками не сделаешь. А морозостойкость можно повысить и другими способами, например: снизить водоцементное отношение, либо ввести в состав смеси золу уноса, при том же количестве цемента. Благодаря этому существенно повышается водонепроницаемость (коэффициент W в маркировке смесей) и плотность. Вода просто не попадает в бетонную структуру.

Противоморозные добавки для бетона Основное предназначение противоморозных добавок (ПМД) — обеспечение возможности зимнего бетонирования при минусовых температурах и отсутствии дополнительного прогрева залитой конструкции. Отдельные виды добавок позволяют производить бетонирование при температуре до — 25 градусов. Это «жесть» конечно, но если есть такая необходимость, то выбирать не приходится. Так как же действуют противоморозные добавки. Тем, кто знаком с «предметом» и так понятно, всем остальным постараюсь объяснить в нескольких фразах.

Главная суть застывания раствора или бетонной смеси — это так называемая гидратация цемента. Попросту — процесс кристаллизации минералов (силикатов, алюминатов) присутствующих в цементе, при взаимодействии его с водой. Скорость этого процесса существенно зависит от температуры окружающего воздуха. При низких положительных температурах процесс схватывания цемента растягивается во времени (в несколько раз), при отрицательных температурах — он останавливается вовсе, по банальной причине замерзания той самой воды. Вот с двумя этими гадостями и борется, в силу своих возможностей, противоморозная добавка для бетона.

Главные задачи современных противоморозных добавок — сократить время схватывания цемента и ускорить время твердения бетона (в условиях низких температур), понизить температуру замерзания воды. По-русски выражаясь — сделать так, чтобы вода замерзала не при 0 градусов, а при -10 или -20. Наверное помните, что солёная вода — классический пример понижения температуры замерзания. Есть ещё одна задача у современных противоморозных добавок — не навреди. Прям как у Гиппократа: «…сообразно с моими силами и моим разумением, воздерживаясь от причинения всякого вреда…» А навредить они могут. Не все, но могут.

Существует довольно много мифов относительно вредности и полезности тех или иных противоморозных добавок для бетонов. Им приписывают все страшные грехи: и тебе коррозия арматуры, и снижение прочности, и снижение морозостойкости, и ещё пёс знает чего из того, что взбредёт в голову. К сожалению, я не химик и не естествоиспытатель, но попробую суммировать некогда прочитанное, услышанное и самим попробованное.

Миф первый: при применении противоморозных добавок, в монолитном железобетоне или самодельных ЖБИ происходит коррозия арматуры. Этот миф к нам пришёл из далёких времён — «когда деревья были большими». Взять самый распространённый в России нитрит натрия, так он наоборот является ингибитором коррозии. Многие противоморозные добавки положительно влияют на сцепляемость арматуры с бетоном. Я уж не говорю про современные комплексные добавки.

Миф второй: снижение прочности. При нормальном % введении добавок в бетон наблюдается некоторое отставание в темпах набора прочности, но по достижении классического подросткового возраста 28 суток лидирование лабораторного бездобавочного бетонного образца (твердеющего при +20 градусах) сходит на нет, и дальше часто наблюдается больший прирост марочной прочности именно у бетонов с противоморозными добавками. Вот тебе бабушка и снижение прочности.

Однако, не стоит забывать и про ненормальное % введение добавки в бетон. Вот тут и кроются возможные неприятности. Здесь разговор может затянуться, если начать вспоминать всякие методики раннего замораживания и т.д. Поэтому, обойдёмся двумя репликами. При недостаточном введении ПМД, смесь замораживается, процесс гидратации цемента останавливается и возобновляется лишь с приходом температуры достаточной для оттаивания замерзшей жидкости. В большинстве случаев это проходит безболезненно. Если конечно это не мост и не несущий ригель, который успели за зиму загрузить чем-нибудь тяжёленьким.

У совсем бездобавочных бетонов, случайно замерзших при резком снижении температуры, дело обстоит несколько хуже, но тоже вполне терпимо, при условии, что отлитые конструкции не нагружены. Однако, многое зависит от размера (объема) отлитого ЖБИ. Опять же, важно — когда конкретно бетон замёрз: в какой стадии находился цемент, набралась ли критическая прочность; воздействовала ли вода (дождь, снег тающий) на неокрепшую бетонную поверхность и т.д. Вот тут пожалуй возможна потеря прочности в среднем до 20% и в отдельных случаях снижение морозостойкости процентов до 50, так же наблюдается отшелушение верхнего слоя, эррозия и т.д.

Если рассматривать результаты лабораторных и натурных испытаний, можно сделать вывод, что противоморозная добавка для бетона (особенно комплексная) положительно влияет на результирующие характеристики бетонной конструкции, или железобетона. Увеличивается плотность (водонепроницаемость), обещается позитивное ингибирующее воздействие на арматуру, повышается проектная прочность в сравнении с бездобавочным бетоном.

Опять же, всё это возможно при одном условии, что добавка не левая. Если уверенности нет, то риск сродни «Русской рулетке». Есть проверенный временем Полипласт, но где гарантия, что это Полипласт, а не Равшанпласт разлитый в соседнем ангаре на строительном рынке. Контрафакт — наша всеобщая беда. Одно дело черкизовские Гучи и Карден, и совсем другое — когда эрзац-продукт касается здоровья и строительства. Если задуматься о возможных последствиях, становится немного не по себе.

Добавок конечно много. Перечислить их и описать — задача непростая. Я упомянул лишь самые используемые. По мере возможностей и сил постараюсь со временем дополнить эту страницу описанием проигнорированных ныне составов. А пока, что есть — то есть. С суперпластифицированным незамерзающим приветом, Эдуард Минаев.

Как сделать пластификатор для бетона своими руками?

Строительство дома, гаража или сооружение ограждения предполагает использование большого количества бетонной смеси. Наряду с качеством материала большую роль играет и его стоимость. Поэтому многие строители задаются вопросом изготовления бетонной смеси, в том числе, и как сделать пластификатор для пигменты (красители) бетона своими руками.

Пластификаторы – это добавляемые в раствор бетона специальные составы, цель которых придать смеси улучшенные характеристики. В частности, эти добавки повышают эластичность и пластичность раствора, что благоприятно сказывается на всем процессе строительства.
 

Действие этих добавок заключается в снижении содержания жидкости в растворе. Эти факторы позволяют облегчить процесс укладки бетонной конструкции и улучшить ее качество. Пластификаторы обладают следующими свойствами:

• увеличение подвижности;
• снижение расхода воды;
• предотвращение разделения раствора на слои с отделением воды;
• ускоряют процесс сцепления раствора с арматурой и делают сцепление прочнее в целом;
• обеспечивают устойчивость к температурным изменениям;
• обеспечивают устойчивость к образованию трещин;
• исключают проникание влаги;
• увеличивают срок годности и хранения готового раствора;
• облегчают процесс укладки состава в формы.

Видео — влияние пластификатора на суспензию

Использование пластификаторов при самостоятельном строительстве позволяет избежать проблем с укладкой бетона и повышает эластичность и качество бетонного состава. Добавление пластификаторов должно производиться с соблюдением пропорций, подходящих для основного материала.

При изготовлении пластификатора следует придерживаться определенных правил, соблюдение которых приведет к качественному результату. Добавка должна иметь следующие характеристики:

• не быть токсичной;
• не иметь «летучую» консистенцию;
• быть химически устойчивой;
• иметь температуру разложения ниже, чем температура переработки.

Из чего сделать пластификатор для цементного раствора своими руками

Изготовление раствора и пластификатора к нему позволяет существенно сэкономить. Важно учитывать, что от качества выполненной работы зависит устойчивость и долговечность сооружаемой конструкции. Если есть уверенность в своих силах и способностях, то можно приступать к изготовлению материала.

Материалы, из которых можно сделать пластификатор:

• жидкое мыло;
• шампунь;
• разбавленный стиральный порошок.

В прежние времена, для улучшения качества бетонной смеси применяли белок куриных яиц, который позволял сооружать конструкции «на века». Умелые мастера хранили рецепт приготовления раствора в секрете и передавали их из уст в уста. Теперь уже никто не делает из этого секрета, тем более, что все можно узнать посредством сети интернет.

Приготовление раствора

Пропорции добавления пластификатора в раствор индивидуальны.

• К примеру, на мешок цемента, который предполагается смешивать с керамзитом, можно добавить 200 мл жидкого мыла. Такая добавка позволит увеличить время застывания раствора до трех часов, а это существенный плюс при работе с данным материалом.
• Добавлять мыло следует в самом начале изготовления смеси, иначе керамзит или камни будут обволакиваться мылом, а сама смесь не получит тех свойств, ради которых добавляется пластификатор.

Еже одним средством, из которого можно сделать пластификатор, является гашеная известь. Этот материал способен придать бетону клейкость и эластичность необходимого уровня для обработки сложных участков и конструкций. Кирпичная кладка, сделанная на растворе с такой добавкой, получится гладкая и равномерная.

Недостатком использования мыльных составов может быть пена, образовываемая в процессе смешивания раствора в бетономешалке. В этом случае следует или применять менее пенообразующие вещества, либо дождаться, пока пена осядет работать с раствором.

Другие типы добавок в бетонный раствор

Применение пластификатора, особенно приготовленного самостоятельно, существенно сокращает расходы и увеличивает качество получаемого раствора бетона. Однако, во время строительства, могут возникнуть обстоятельства, предусматривающие применение дополнительных добавок в раствор, изготовление которых в домашних условиях не возможно. Ознакомившись со свойствами каждой их них, можно понять, пригодятся ли они в процессе конкретного сооружения.

• ускорители затвердения. Применение элементов предусматривает иногда введение в состав бетонной смеси дополнительных веществ для быстрого затвердения бетона.

Они применяются в тех случаях, где от скорости застывания зависит качество выполняемой работы. К примеру, при формировании монолитной чаши бассейна, где используется объединенная опалубка.

Для того чтобы залить стены, необходимо дождаться полного затвердения дна бассейна, а с применением ускорителя этот процесс произойдет быстрей. Также эта добавка незаменима при работе в холодное время года. Низкие температуры замедляют процессы застывания и набора прочности, что можно компенсировать ускорителем;

• замедлители затвердения бетона. Такие добавки применяются в случаях, когда простого пластификатора не достаточно. Это может быть и транспортировка раствора на некоторое расстояние, и невозможность продолжения работы по каким-либо причинам.

Время застывания раствора откладывается на несколько часов, что позволит решить возникшие проблемы и вернуться к выполнению работы. К веществам, имеющим такое же свойство, можно отнести водопонизители. Они тоже способствуют замедлению реакций в растворе.

• Добавки, обогащающие раствор воздухом. Такие вещества способны при смешивании раствора в бетономешалке создать в нем пузырьки с воздухом. Такой эффект позволяет готовой конструкции быть более морозостойкой.

Вода, пропитавшая сооружение во время мороза, имеет возможность расширяться до уровня воздушных пор. Это один из самых дешевых вариантов достижения устойчивости бетонной конструкции к морозам.
Однако минусы у этого средства все же есть. Высокопрочный бетон с такими «пузырьками» изготовить не получится. В случае необходимости достижения высокой прочности бетона можно снизить количество воды, добавляемое в раствор, или добавить в раствор золу уноса. Такая мера сделает бетонную конструкцию абсолютно непроницаемой для воды.

• Добавки против воздействия мороза. Задача таких добавок дать возможность осуществлять работы с бетоном в условиях минусовых температур без дополнительного обогрева конструкции.

Такие добавки выдерживают мороз до -25 градусов. Принцип работы подобных добавок заключается в том, чтобы понизить температуру затвердения воды, находящейся в составе цемента. Благодаря этому и сам раствор будет затвердевать быстрее.

Рассмотрев основные варианты изготовления и особенности, вы сможете вполне самостоятельно заниматься подобными работами.

Добавки пластификаторы для полимеров | ПластЭксперт

Пластификаторы — органические соединения, применяемые для модификации свойств полимеров — придания им эластичности, морозостойкости, снижения температуры переработки. Пластификаторы должны совмещаться с полимером, иметь низкую летучесть, или малое содержание низкомолекулярной фракции, обладать высокой химической стойкостью и высокой эффективностью пластифицирующего действия. Кроме того, в зависимости от областей применения к пластификаторам предъявляются дополнительные требования: они должны быть бесцветными, лишенными запаха, нетоксичными, стойкими к экстракции водой, маслами, жирами и моющими средствами, а также к действию радиации, света, огня, плесени. И, наконец, пластификаторы должны иметь низкую стоимость.

В качестве пластификаторов могут применяться органические соединения самых различных классов. Однако наибольшее промышленное применение в качестве пластификаторов полимеров нашли сложные эфиры — производные органических кислот (ди-эфирные пластификаторы) и ортофосфорной кислоты (фосфорсодержащие пластификаторы), а также сложные полиэфиры (полиэфирные пластификаторы). Объем промышленного производства диэфирных пластификаторов (соединений с двумя сложноэфирными группами в молекуле) составляет 85—90% от общего объема их производства.

К диэфирным пластификаторам относятся сложные эфиры алифатических (от щавелевой до 1,10-декандикарбоновой) и ароматических дикарбоновых кислот и алифатических или циклических спиртов; сложные эфиры насыщенных алифатических монокарбоновых кислот (2-этил-гексановой, 2-этилмасляной, капроновой, стеариновой и пр.) или ненасыщенных монокарбоновых кислот (олеиновой, смеси жирных кислот соевого или таллового масел) или ароматических монокарбоновых кислот (бензойной) и спиртов или гликолей и сложные эфиры тримеллитовой или пиромеллитовой кислот и алифатических спиртов от С4 до С9.

80-е годы в СССР отечественной промышленностью выпускалось около 40 типов пластификаторов. Основное их количество (до 85%) для модификации ПВХ — одного из самых крупнотоннажных полимеров.

Производство пластификаторов стало одной из важнейших отраслей химической промышленности, оказывающей непосредственное влияние на ускорение технического прогресса в целом ряде отраслей народного хозяйства.

Литература

1. The Chemistry of Carboxylic Acide and Esters/Ed. by S. Patai. L. etc, 1969

2. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М., Химия, 1975.

3. Барштейн Р.С. и др. Пластификаторы для полимеров. М., Химия 1982.

ПластЭксперт искренно надеется, что читателям статья понравилась и они отблагодарят писателей, поделившись ею в соцсетях.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Доске объявлений ПластЭксперт

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Форуме о полимерах ПластЭксперт

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Пластификаторы для бетона

Содержание

1. Назначение, сфера применения
2. Достоинства пластификаторов
3. Виды и характеристики пластификаторов
4. Изготовление пластификаторов своими руками

Пластификаторы для бетона – материалы, изготавливаемые из полимерных веществ. Они предназначены для придания бетонным растворам необходимых показателей эластичности, пластичности, текучести, влагопоглощения. Модификаторы совместимы с бетоном по полимерному составу, устойчивы к растворителям, имеют низкую летучесть, не обладают запахом.

Назначение, сфера применения

Задача пластификаторов – корректировка и изменения свойств чистых бетонов, улучшение их характеристик, как на этапе заливки, так и в качестве готового материала.

В нормальных условиях для получения плотной и прочной бетонной смеси достаточно четвертой части воды, добавляемой в цемент. Но такого объема не хватает для изготовления текучего пластичного раствора, способного заполнить опалубку без образования пустот, поэтому количество жидкости значительно увеличивается, что приводит к уменьшению прочности и увеличению растрескивания конструкции после застывания.

Жидкие и сухие добавки-пластификаторы, изготовленные из сложных эфиров и полимерных соединений, вступая в реакцию с водой, образуют слабощелочные растворы. Благодаря этому объем влаги в бетоне может уменьшаться, а текучесть не ухудшается. В результате пластификаторы способны придавать раствору текучесть и пластичность при минимальном добавлении жидкости.

Кроме того, пластификаторы предназначены и для повышения морозостойкости и влагостойкости материала.

Подобные достоинства позволяют использовать в частном и многоэтажном домостроении, при заливке фундаментов, при выполнении стяжки полов, бетонировании армированных конструкций, изготовлении бордюров, плитки, железобетонных изделий, иных процессов, требующих виброукладки.

Достоинства пластификаторов

Улучшающие качество бетона добавки входят практически в каждый раствор благодаря массе преимуществ, выявляемых как в процессе использования, так и в готовых конструкциях, созданных с их помощью:

1. Главное, для чего нужен пластификатор – повышение пластичности раствора. Он полностью заполняет весь объем, закрывает поры и не доставляет сложностей в работе;
2. Происходит экономия цемента, количество которого в растворах с пластификаторами уменьшается на 14-17% в сравнении с бетоном, изготовленным без улучшающих добавок;
3. Готовое бетонное основание становится прочнее на четверть;
4. Хорошая пластичность и подвижность позволяет применять для заливки автоматические бетононасосы. Работы, особенно в монолитном домостроении, выполняются значительно быстрее, а прочность остается прежней;
5. После укладки бетон с пластификаторами не требует обработки вибраторами или других способов уплотнения. Это также экономит рабочие и временные затраты, что приводит к уменьшению стоимости строительства;
6. Высокая адгезия и хорошая текучесть позволяют применять бетон при заливке деталей с армированием;
7. Пластификаторы повышают плотность изделий, что одновременно увеличивает влагонепроницаемость готовых конструкций;
8. Уменьшения объема жидкости в растворе приводит к повышению морозостойкости бетона и увеличивает его стойкость к образованию трещин;
9. Пластификаторы повышают сцепляемость бетона с поверхностями.

К недостаткам можно отнести увеличение времени застывания раствора, поэтому часто в смесь одновременно добавляются ускорители застывания.

Виды и характеристики пластификаторов

Материалы, используемые в приготовлении пластификаторов, разделяются на:

• неорганические вещества;
• • вещества органического происхождения;
• вещества органоминеральные.

Органические содержат отходы агрохимии, лесопереработки и нефтяной промышленности, неорганические состоят из химических веществ нафтасульфиткислот и формальдегидов.

Различаются пластификаторы по принципу действия:

1. Суперпластификаторы. Во много раз увеличивают прочность бетона, одновременно снижая его паропроницаемость и превращая в водонепроницаемый. Кроме того, бетон получает стойкость к растрескиванию под воздействием перепадов температур. Суперпластификатор незначительно увеличивает время схватывания бетона, что позволяет транспортировать и разгружать раствор без ущерба для конечного качества;
2. Специальные добавки, ускоряющие набор прочности. Бетон обретает прочность и схватывается быстрее, приобретая при этом повышенную пластичность. Необходимость в подобных характеристиках возникает при изготовлении монолитных сложных сооружений и конструкций, время возведения которых ограничено;
3. Модификаторы, повышающие долговечность и прочность бетонов, в которых применяется цемент М500;
4. Морозостойкие пластификаторы. Бетон с такими добавками схватывается при низкой температуре, не теряя характеристик прочности. Позволяет выполнять работы зимой без теплоизоляции и специального обогрева строительной площадки;
5. Пластификаторы с армирующими добавками. Придают повышенную пластичность за счет увеличения стойкости к нелинейным деформациям и усилиям растяжения;
6. Смеси, добавляющие в раствор воздух. Бетон приобретает микропористую структуру, благодаря которой выдерживает значительное понижение температуры. При расширении вода заполняет поры и никак не влияет на свойства конструкций;
7. Самоуплотняющиеся добавки. Предназначены для материалов, используемых при заливке конструкций с большим количеством армированных элементов;
8. Комплексные пластификаторы. Объединяют несколько компонентов, влияющих на разные характеристики;
9. Гиперпластификаторы. Последнее поколение суперпластификаторов, отличаются от них поликарбонатной, а не меламиновой основой. Выгодны по отношению качество-цена-дозировка; чаще всего применяются при заливке тонких слоев самонивелирующихся составов.

Выпускается множество разновидностей пластификаторов, предназначенных для выполнения конкретных работ:

• создания наливных полов;
• в системах теплого пола;
• для фундаментов, эксплуатирующихся в разных условиях;
• изготовления плавающих бетонных стяжек;
• многих других конкретных целей.

Изготовление пластификаторов своими руками

Самодельные модификаторы могут выполнять те же функция, что и покупные, при условии соблюдения технологии приготовления. Изготавливая пластификатор своими руками, вполне можно добиться повышения качественных характеристик бетона и его экономии без затраты средств на покупку промышленных добавок.

Для этого применяются:

• шампунь;
• жидкое мыло;
• разбавленный до полужидкого состояния стиральный порошок.

Качество бетонной смеси до изобретения пластификаторов улучшали добавлением яичного белка.

Расчет количества добавляемых самостоятельно веществ зависит от индивидуальных характеристик. На один мешок цемента, смешиваемого с керамзитом, потребуется 200 мл жидкого мыла или мыльного раствора. Такая добавка позволяет сохранить раствор незастывающим в течение 3 часов. При этом мыло добавляется в самом начале смешивания, иначе керамзит распределится неравномерно, что приведет к потере характеристик бетона.

У мыльных растворов есть недостаток – появление большого количества мыльной пены, особенно при смешивании в бетономешалке. В этом случае следует дождаться оседания пены, после этого раствор может использоваться без ограничений.

Еще оно вещество, которое может использоваться в качестве пластификатора – гашеная известь. Раствор с добавлением извести приобретает эластичность и клейкость. Им удобно заливать труднодоступные места, а при создании кирпичной кладки бетон распределяется очень ровным слоем.

Добавленное к бетонному раствору жидкое стекло увеличивает гидроизоляцию и повышает устойчивость застывшего бетона. Однако под воздействием углекислого газа жидкое стекло разрушается, поэтому такой бетон следует покрывать двумя слоями штукатурки.

Главным недостатком пластификаторов, добавляемых своими руками, становится точность необходимого объема добавок. Выяснить ее можно только опытным путем.

Добавки в бетон / ПЛАСТИФИКАТОРЫ — БЕТОНоДОБАВКИ64 — ✆ 580-680 — г.Саратов

Сравнительная таблица пластификаторов

Ассортимент пластифицирующих добавок:

Что такое пластификатор и для чего он нужен?

Пластификатор — это добавка в бетоны и цементные растворы, позволяющая увеличить текучесть и пластичность смеси при оптимальном водоцементного соотношения (т.е. не добавляя лишнюю воду в раствор)

За счет большей текучести раствор становится более плотным и прочным, а эти качества просто необходимы:

• для изготовления изделий из бетона (например, тротуарной плитки),  т.к. увеличивается удобоукладываемость раствора, что гарантирует качественное распределение бетона по форме, заполняя все уголки и фактуру формы
• для всех видов стяжек — стяжка будет более прочной, плотной и меньше будет подвержена растрескиванию
• для стяжки, выполненной по теплому полу, т.к. при большей плотности увеличивается теплопроводность стяжки

 Пластификаторы бывают:

• с ускорением твердения или без ускорения
• с замедлением набора прочности
• комплексные — с эффектами водонепроницаемости, морозостойкости
• противоморозные

Часто встречающийся вопрос: «Чем то можно заменить пластификатор?»

Самый распространенный миф — что заменить пластификатор можно добавлением в раствор стирального порошка или моющего средства для посуды, например, фейри.

Однако,  моющие средства имеют очень сильный побочный эффект — пенообразование.

С такими «заменителями» пластификатора может быть и получится изготовить ячеистый (легкий) бетон, но не тяжелый! Пена способствует образованию пустот и пор, а они в сою очередь уменьшают плотность раствора и снижают его прочность (марочность). Для уличных условий это просто губительно. Спустя некоторое время (часто уже после 1-ой зимы), стяжки и изделия, выполненные с применением таких подручных заменителей, начнут просто напросто разрушаться (рассыпаться).

Наглядные примеры:

К тому же, фосфатные добавки, входящие в состав моющих средств, при попадании в цементную смесь приводят к сильному высолообразованию —  это белые разводы.

В специализированных же смесях (пластификаторах) содержатся нужные вещества в нужной концентрации.

Какой расход пластификатора?

Средний расход практически любого пластификатора в виде порошка — 250 грамм на 1 мешок цемента весом 50 кг. Если перерасчитать в денежном эквиваленте это 8-15 руб на каждые 50 кг цемента (разрыв связан с ценовой катеригорией разных видов пластификаторов).

Согласитесь, что это совсем не высокие расходы и при этом вы добьетесь таких показателей, как

КАЧЕСТВО

ПРОЧНОСТЬ

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ

ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

С-3  УП-2  УП-2М  Реламикс  УП-2ПБ  УП-3  УП-4  УСКОРИН  МИДЛ  ХИТ  ФРОСТ

Диспергатор НФ  ПластИЛ-У  УТБС СП-1  СП-3  Феррокрит Ультра  СТАНДАРТ ФЭСТ

Пластификаторы в Саратове.

#пластификатордлябетона #суперпластификатор #гиперпластификатор #ускорителитвердениябетона #ускоритель #добавкивбетон #добавкивраствор

Типы, использование, классификация, выбор и регулирование

TAGS : ПВХ, пластификаторы и экологичность

Пластификаторы — это относительно нелетучие органические вещества (в основном жидкости). Когда они включены в пластик или эластомер, они помогают улучшить полимер:

• Гибкость
• Расширяемость и,
• Технологичность

Пластификаторы увеличивают текучесть и термопластичность полимера за счет уменьшения вязкости полимерного расплава, температуры стеклования (Tg), температуры плавления (Tm) и модуля упругости готового продукта без изменения основных химических характеристик пластифицированного материала.

Использование пластификаторов

Пластификаторы — одни из наиболее широко используемых добавок в пластмассовой промышленности. Кроме того, они обычно дешевле других добавок, используемых при переработке полимеров.

Пластификаторы чаще всего используются в ПВХ, третьем по объему полимере после ПП и ПЭ. В свою очередь, ПВХ используется в широком ассортименте продукции. Примеры включают:

• Непластифицированный ПВХ (или жесткий ПВХ) используется в таких приложениях, как трубы, сайдинг и оконные профили.
• Пластифицированный ПВХ (или гибкий ПВХ) находит применение в автомобильной внутренней отделке, кабелях, пленках ПВХ, полах, кровлях и покрытиях стен и т. Д.

»Посетите раздел выбора полимерных добавок для всех марок пластификаторов!

Однако значительное количество пластификаторов также используется в полимерах, таких как акрил, ПЭТ, полиолефины, полиуретаны и т. Д. Пластификаторы также иногда используются в каучуках, но в этих случаях они используются в качестве наполнителей.

Продолжайте читать или щелкните конкретную тему, чтобы узнать больше о:

Методы пластификации

Существует два основных метода пластификации:

1. Внутренняя пластификация
   Полимер можно пластифицировать изнутри путем химической модификации полимера или мономера, чтобы повысить гибкость.Он включает сополимеризацию мономеров желаемого полимера (имеющего высокую Tg) и пластификатора (имеющего низкую Tg), так что пластификатор является неотъемлемой частью полимерной цепи. Наиболее широко применяемыми мономерами-пластификаторами для внутренних целей являются:
   • Винилацетат
   • Винилиденхлорид

   Но этот метод ограничен: каждый сополимер подходит только для определенных требований гибкости

   Кроме того, сложность реакции может привести к увеличению времени реакции и увеличению затрат.Внутренне пластифицированные материалы демонстрируют температурную зависимость и нестабильность размеров при высоких температурах.

2. Внешняя пластификация
   Это наиболее часто используемый метод пластификации, поскольку недорогие жидкие пластификаторы дают разработчикам рецептур свободу при разработке рецептур для ряда продуктов (от полужестких до очень гибких в зависимости от количества). Наиболее широко используемые внешние пластификаторы включают сложные эфиры, образующиеся в результате реакции кислот или ангидридов кислот со спиртами.Существует две основные группы внешних пластификаторов:
   • Первичный пластификатор увеличивает удлинение, мягкость и гибкость полимера. Они хорошо совместимы с полимерами и могут добавляться в больших количествах. Например: до 50% виниловых перчаток состоит из пластификаторов, которые делают ПВХ гибким и достаточно мягким для ношения.
   • Вторичный пластификатор — это тот, который обычно не может использоваться в качестве единственного пластификатора в пластифицированном полимере.Вторичные пластификаторы могут иметь ограниченную совместимость с полимером и / или высокую летучесть. Они могут содержать или не содержать функциональные группы, которые позволяют им сольватировать полимер при температурах обработки. Вторичные пластификаторы используются по-разному:
     • Снижение затрат
     • Снижение вязкости
     • Повышение платежеспособности
     • Увеличение смазывающей способности поверхности и
     • Улучшение свойств при низких температурах
   • Наполнители — это подмножество вторичных пластификаторов.Они обычно используются с первичными пластификаторами для снижения затрат на гибкий ПВХ общего назначения. В основном это недорогие масла, имеющие ограниченную совместимость с ПВХ. Их добавляют для снижения стоимости и в некоторых случаях для повышения огнестойкости. Примеры наполнителей включают нафтеновые углеводороды, алифатические углеводороды, хлорированные парафины , (огнестойкость) и другие.

Прочтите и узнайте больше о :

Обработка пластификаторами

Суспензионный ПВХ (S-PVC). Обычный метод производства ПВХ:

• ПВХ, полученный в виде частиц размером 50-200 микрон
• Снижение затрат на формулу гибкого ПВХ
• Полученные частицы ПВХ смешиваются с пластификаторами и могут быть экструдированы в гранулы, которые в дальнейшем используются для обработки посредством экструзии, каландрирования, литья под давлением…
• Перерабатывающее оборудование обычно очень дорогое

Добавление внешнего пластификатора в ПВХ-полимер увеличивает его гибкость.Добавление пластификатора в основном
включает пять отдельных этапов:

• Пластификатор, смешанный со смолой
• Пластификатор проникает в частицы смолы и набухает
• Полярные группы в смоле ПВХ освобождены друг от друга
• Полярные группы пластификатора взаимодействуют с полярными группами на цепи ПВХ
• Структура ПВХ восстанавливается После охлаждения с полным удержанием пластификатора

Потеря пластификатора \ Экссудация пластификатора

Несовместимость полимера и пластификатора может вызвать экссудацию.Существует несколько факторов, которые могут привести к миграции пластификатора с поверхности пластика (или внутрь или на подложку, к которой он плотно прилегает).
контакта), таких как изменение температуры, влажности, механическое напряжение, атмосферные воздействия и т. д.

Потеря пластификатора может привести к снижению гибкости, охрупчиванию и растрескиванию.

Классификация пластификаторов

Пластификаторы обычно классифицируют по химическому составу. Можно понять влияние элементов конструкции (напр.грамм. различных спиртов в гомологическом ряду фталатов, адипатов и т. д.) на свойства пластификаторов и их влияние на основные полимеры.

Различные пластификаторы влияют на разные физические и химические свойства материалов. Следовательно, вам нужен конкретный пластификатор, чтобы изменять свойства в определенном направлении в соответствии с требованиями.

Существует несколько общих химических семейств пластификаторов, которые используются для модификации полимеров. Среди них наиболее часто используются:

1. Сложные эфиры фталевой кислоты — Их получают этерификацией фталевого ангидрида или фталевой кислоты, полученной окислением ортоксилола или нафталина.Наиболее часто используемые фталатные пластификаторы включают:
   1. DEHP: Ортофталат с низким молекулярным весом. По-прежнему самый широко используемый в мире пластификатор для ПВХ
   2. DINP, DIDP: Высокомолекулярные ортофталаты

2. Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты — К ним относятся такие химические вещества, как глутараты, адипаты, азелаты и себекаты. Они сделаны из алифатических двухосновных кислот, таких как адипиновая кислота и спирты.
3. Бензоатные эфиры — представляют собой продукты этерификации бензойной кислоты и некоторых спиртов или диолов.
4. Тримеллитатные эфиры — Их получают путем этерификации тримеллитового ангидрида (ТМА) и, как правило, спиртов C8 — C10
5. Полиэфиры — Они образуются в результате реакции многих комбинаций дикарбоновых кислот и дифункциональных спиртов.
6. Цитраты — Это тетраэфиры, образующиеся в результате реакции одного моля лимонной кислоты с тремя молями спирта. Отдельная гидроксильная группа лимонной кислоты ацетилирована.
7. Пластификаторы на биологической основе — Они основаны на эпоксидированном соевом масле (ESBO), эпоксидированном льняном масле (ELO), касторовом масле, пальмовом масле, других растительных маслах, крахмале, сахаре и т. Д.
8. Прочее — Включает фосфаты, хлорированные парафины, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты и др.

При добавлении в полимер \ смолу эти пластификаторы обеспечивают следующие преимущества:

• Они делают продукт более мягким, улучшают гибкость
• Обработка становится возможной или проще
• Пластифицированные изделия плохо ломаются при низких температурах

Применение пластификаторов

Более 90% пластификаторов, используемых в термопластичных полимерах, используются в ПВХ.Рынок пластифицированного полимера и рынок пластифицированного ПВХ в значительной степени совпадают, хотя некоторые пластификаторы также используются в акриловых полимерах, полиуретанах, полистироле и даже полиолефинах.

Основное конечное использование:

Другие области применения гибкого ПВХ:

• Товары народного потребления — Одежда, обувь, упаковка
• Медицинские — Пакеты для крови, трубки для внутривенных вливаний, конструкции для сдерживания биологической опасности, другие медицинские устройства
• Non-PVC — Небольшие количества пластификаторов типа PVC используются в других полимерах, включая акрил, полиуретаны, полистирол

Большинство изделий из пластифицированного ПВХ — это товары длительного пользования, изделия с длительным сроком службы.Фталаты из-за их низкой летучести, низкой растворимости в воде, хорошей устойчивости к солнечному свету и экстремальным температурам, хорошей совместимости с полимером ПВХ и в целом хорошей устойчивости к биоразложению хорошо подходят для использования в таких продуктах. Примеры включают:

• Гибкие кровельные мембраны из ПВХ
• Геомембраны
• Изоляция проводов и кабелей

Фталатные пластификаторы очень трудно заменить в этих конечных областях применения. Аналогичным образом, из-за их относительно высокой сольватирующей способности для полимера ПВХ и относительно низкой вязкости было обнаружено, что пластификаторы на основе фталата легче перерабатываются в гибкие соединения ПВХ по сравнению, по меньшей мере, с некоторыми заменителями фталата.

Обратите внимание, однако, что почти половина из 7 миллионов тонн пластификатора, используемого ежегодно, составляет DEHP, и DEHP, пластификатор общего назначения, может быть заменен во многих продуктах.

Фталатные пластификаторы и действующие правила

Фталаты обычно получают этерификацией фталевого ангидрида, полученного окислением ортоксилола.

Фталаты кажутся практически бесцветными со слабым запахом. Они имеют ограниченную растворимость в воде, но смешиваются со многими органическими растворителями (минеральное масло и т. Д.).)

Преимущества и ограничения фталатных пластификаторов

Применение фталатных пластификаторов

1. 
   Стоимость: Фталаты, которые использовались в качестве пластификаторов ПВХ с первых дней создания гибкого ПВХ, являются недорогими и эффективными.Обвал цен на нефть, начавшийся в 2015 году, еще больше снизил цены на нефтепродукты, в том числе фталатные эфиры. На некоторые заменители фталата, особенно на продукты на основе биологических продуктов, в этот период времени наблюдалось повышение цен на сырье, что привело к увеличению уже существующей разницы в стоимости.
2. Производительность: Некоторые из (в настоящее время) наиболее широко используемых продуктов для замены фталата имеют ограничения по технологичности и долговечности.
3. Поставка: Мировой рынок пластификаторов достаточно велик , более 7 миллионов тонн в год.Производственных мощностей для производства таких объемов заменителей фталата пока недостаточно.
   1. В электротехнике и электронике ПВХ, пластифицированный фталатом, используется для изоляции проводов и кабелей.
   2. Фталатные пластификаторы широко используются в строительных материалах на основе винила, таких как полы и настенные покрытия, чтобы придать им гибкость и долговечность.

Положения о фталатных пластификаторах

2001-2006 — DINP и DIDP безопасны для использования в текущих приложениях — Отчет ECPI

Результаты оценки риска для DINP и DIDP, опубликованные в апреле 2006 года, показывают, что эти вещества несут в себе нет риск для здоровья человека или окружающей среды в любом из их текущих приложений.

2012 г. — Оценка рисков в Австралии подтверждает безопасность DIDP и DINP для игрушек. — Отчет NICNAS

. рассмотрены самые высокие уровни воздействия.

В частности, в отчете делается вывод: «Текущие оценки риска не указывают на угрозу для здоровья от воздействия DINP в игрушках и предметах ухода за детьми даже при самом высоком (разумно наихудшем) рассмотренном сценарии воздействия.”

В настоящее время в Австралии нет ограничений на использование DINP в игрушках и предметах ухода за детьми.

2013 — ЕС подтверждает безопасное использование DINP и DIDP во всех текущих потребительских приложениях. — Отчет ЕС

Европейская комиссия (ЕС) пересмотрела ограничения на пластификаторы DINP (диизононилфталат) и DIDP (диизодецилфталат). Комиссия пришла к выводу, что «не было выявлено неприемлемого риска для использования DINP и DIDP в изделиях, кроме игрушек и предметов ухода за детьми, которые можно класть в рот» .

Комиссия поэтому пришла к выводу, что существующие ограничения DINP и DIDP в отношении игрушек и предметов ухода за детьми, которые могут быть помещены в рот, должны быть сохранены.
Комиссия также пришла к выводу, что «в свете отсутствия каких-либо дополнительных рисков от использования DINP и DIDP, оценка потенциальных заменителей была менее уместной».

2014 — US CHAP снял запрет на DIDP, DNOP и запреты> 0,1% уровня DINP в товарах по уходу за детьми — Отчет CPSC

U.S. Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) учредила Консультативную группу по хроническим опасностям (CHAP) для изучения и анализа потенциальных побочных эффектов фталатов, используемых в детских игрушках и товарах по уходу за детьми, на здоровье детей в соответствии с разделом 108 Закона о повышении безопасности потребительских товаров. 2008:

• Три типа фталатов (DEHP, DBP, BBP) навсегда запрещены в любых количествах, превышающих 0,1%, в детских игрушках и некоторых предметах ухода за детьми.
• Три дополнительных типа фталатов (DINP, DIDP, DNOP) были временно запрещены в любом количестве, превышающем 0.1%.

CHAP представил свой отчет и рекомендовал следующие действия:

• Постоянный запрет на DBP, BBP и DEHP остался без изменений; Кроме того, DIBP, DPENP, DHEXP и DCHP на уровнях более 0,1% должны быть добавлены к существующему постоянно запрещенному списку
• Временный запрет на ДИНФ на уровне более 0,1% в отношении детских игрушек и предметов ухода за детьми должен стать постоянным
• Действующие запреты на ДНОП и ДИДП отменены
• Использование DIOP на временной основе до тех пор, пока не будет доступно достаточно данных, чтобы определить, необходимо ли постоянное ограничение
• В настоящее время никаких действий в отношении DMP, DEP и DPHP не предпринимается, но он побудил соответствующие агентства собрать «необходимые данные о воздействии и опасностях для оценки общего воздействия альтернативных фталатов и оценки потенциальных рисков для здоровья».”

В начале администрации Обамы также были предприняты усилия по дальнейшему регулированию фталатов в соответствии с принятым в 1976 году законом о контроле над токсичными веществами (см. TSCA sec 5b). Однако этого так и не было сделано.

2017 — Предложение Датского EPA по DINP

После четвертой повторной подачи за два года досье Датского EPA, предлагающее классификацию DINP в качестве репродуктивного агента, было принято ECHA, и общественные консультации были начаты в апреле 2017 года.Несмотря на обширное предварительное тестирование, нормативные оценки и опубликованные научные обзоры, научные данные не подтверждают это предложение по классификации.

2018 — ECHA RAC пришел к выводу, что DINP не требует классификации — ECHA News

Комитет по оценке рисков (RAC) ECHA пришел к выводу, что диизононилфталат (DINP) не требует классификации по репротоксическим эффектам в соответствии с Классификацией ЕС, маркировка и регулирование упаковки (CLP).

Компания RAC провела строгую оценку опасности в соответствии с правилами регламента CLP и пришла к выводу, что, учитывая отсутствие доказательств побочных эффектов, классификация не требуется. Среди предыдущих нормативных оценок оценка новых научных данных ECHA, одобренная Европейской комиссией в 2014 году, пришла к выводу, что DINP можно безопасно использовать во всех текущих приложениях . Все соответствующие данные включены в регистрационные досье DINP REACH, которые были обновлены в 2015 и 2016 годах.

Узнайте больше о фталатных пластификаторах в деталях:

DEHP — Диэтилгексилфталат

Ди-2-этилгексилфталат (DEHP, формула: C ₆ H ₄ (C ₈ H ₁₇ COO) ₂ ) представляет собой орто-фталат с низкой молекулярной массой, полученный этерификацией фталевого ангидрида с 2-этил-гексанол. Это нелетучая вязкая жидкость без цвета и запаха, растворимая в масле, но не в воде. Из-за низкой стоимости и в целом хороших характеристик DEHP широко используется в качестве пластификатора при производстве изделий из ПВХ.

Структура DEHP

Преимущества DEHP

• Он обеспечивает хорошее гелеобразование, удовлетворительные электрические свойства и помогает производить высокоэластичные соединения с приемлемой хладостойкостью.
• Он показывает довольно хорошую гибкость при низких температурах и некоторую устойчивость к высоким температурам.

Ограничения DEHP

• DEHP внесен в список МАИР как канцероген для человека
• ДЭГФ использовался как имитатор гормонов и токсин, связанный с развитием, в некоторых исследованиях
• В ЕС DEHP считается SVHC (вещество, вызывающее очень большую озабоченность) в соответствии с законодательством REACH и не может использоваться в большинстве продуктов
• Легко экстрагируется в неполярные растворители (масла и жиры в пищевых продуктах, упакованных в ПВХ).Поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешает использование упаковки, содержащей ДЭГФ, только для пищевых продуктов, которые преимущественно состоят из воды.

Приложения DEHP

• Промышленные изделия из ПВХ, сополимеров винилхлорида и винилацетата
• Медицинские устройства, такие как катетеры, трубки и т. Д.
• При разработке различных рецептур от стекловидных композиций до мягких и очень гибких материалов
• Использование сокращается из-за опасений по поводу его воздействия на здоровье человека, но ДЭГФ по-прежнему является наиболее широко используемым пластификатором в мире.

DEHP Замена

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат, являются наиболее популярными заменителями ДЭГФ. Они менее совместимы с ПВХ, но их низкая стоимость и долгая история использования коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими более 8 атомов углерода, имеют ограниченную совместимость с ПВХ. Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат менее 8 атомов углерода, имеют проблемы с летучестью.Узнайте о некоторых преимуществах и ограничениях эфира терефталата в таблице ниже.

Выбор

DEHP постепенно отменяется по техническим причинам, таким как потеря производительности с течением времени, регулирование и т. Д.Его постепенно заменяют DINP (и DIDP). Пластификаторы HMW особенно полезны для применений, требующих длительного срока службы или долговечности. Технологичность, производительность, доступность и экономичность сделали DINP фталатом «общего назначения», таким как DEHP или DIDP. Таким образом, DINP представляется альтернативой большинству применений DEHP.

DINP- диизононилфталат

Диизононилфталат (DINP, формула: C ₂₆ H ₄₂ O ₄ ) представляет собой орто-фталат с высоким молекулярным весом, полученный этерификацией фталевого ангидрида изонониловым спиртом в замкнутой системе.Это почти бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Он очень слабо растворим в воде, но растворим в спиртах, гексане и т. Д., При этом он смешивается и совместим со всеми мономерными пластификаторами, используемыми в составах ПВХ.

Структура DINP

Преимущества DINP

• Обеспечивает гибкость и долговечность виниловых изделий
• Хорошие характеристики как при низких, так и при высоких температурах
• Менее летучий, чем DEHP
• Хорошая платежеспособность обеспечивает хорошие характеристики переработки гибкого ПВХ

Приложения DINP

• Широко применяется как внутри, так и снаружи помещений.Поскольку он менее летуч, он эффективен в приложениях, где продукты подвергаются относительно высоким температурам и нуждаются в большей устойчивости к разрушению.
• DINP помогает изделиям из винила противостоять многим погодным условиям, делает их водонепроницаемыми и обеспечивает высокую теплоизоляцию и долговечность.
• DINP комбинируется с порошком ПВХ производителями напольных покрытий для производства мягких и гибких готовых изделий

DIDP — диизодецилфталат

Диизодецилфталат (DIDP, формула: C ₂₈ H ₄₆ O ₄ ) представляет собой ортофталат с высоким молекулярным весом. Это смесь соединений, полученных в результате этерификации фталевой кислоты и изомерных дециловых спиртов. Это прозрачная жидкость без цвета и запаха. Он растворим в большинстве органических растворителей, но не растворим в воде.

Структура ДИДП

Льготы DIDP

• Повышает гибкость пластикового / пластикового покрытия
• Более прочный (менее летучий, менее экстрагируемый водой), чем DINP
• Его хорошая термостойкость и электрическая изоляция делают его предпочтительным выбором для термостойких электрических шнуров, салонов автомобилей и полов из ПВХ.

Ограничения DIDP

• Разветвленная структура алкильной цепи DIDP делает его восприимчивым к окислению при более высоких температурах, что может привести к разложению ПВХ
• Он имеет более низкую пластифицирующую способность, чем ДОФ, и для достижения идеального пластифицирующего эффекта его необходимо использовать в более высоких концентрациях.

Приложения DIDP

• DIDP широко используется в составах проводов и кабелей, а также для производства внутренней отделки автомобилей
• Покрытия для мебели, кухонной посуды, фармацевтических таблеток, пищевых оберток и многих других предметов состоят из пластификаторов DIDP

DBP — Дибутилфталат

Дибутилфталат (DBP, формула: C ₁₆ H ₂₂ O ₄ ) получают из н-бутанола и изобутанола, соответственно, которые являются побочными продуктами при производстве 2-этилгексанола.По внешнему виду он от бесцветного до бледно-желтого.

Структура ДАД

Основные ограничения ДАД

• Низкая молекулярная масса делает их слишком летучими для большинства применений
• Было обнаружено, что герметики для окон из ПВХ, используемые в качестве сельскохозяйственных пленок, выделяют пары ДБФ, которые вредны для некоторых видов тепличных культур.

Приложения DBP

ДАД обычно
используется в смесях с другими пластификаторами в качестве усилителя растворимости в гибких ПВХ-компаундах, которые имеют низкую
требования к температуре обработки.

Пластификаторы терефталатные

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат , являются наиболее популярными заменителями для DEHP . Их низкая стоимость и долгая история в качестве коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

В таблице ниже указаны некоторые преимущества терефталатных пластификаторов.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими на более 8 атомов углерода , имеют ограниченную совместимость с ПВХ .

Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат на менее 8 атомов углерода , имеют проблем с летучестью .

Другие фталатные пластификаторы

Обратите внимание, что изоалкилфталаты (например, DIOP, DIUP, DTDP) не имеют метильного ответвления на предпоследнем атоме углерода алкильной цепи. Для алкильных групп, содержащих 6 или более атомов углерода, префикс «изо» по соглашению просто означает «разветвленный».

См. Структуры в следующей таблице.

Альтернативные пластификаторы

Выбор заменителя фталата (если таковой имеется) обычно основывается на нескольких критериях. К ним относятся:

1. Стоимость
2. Ожидаемые условия воздействия на готовый продукт в течение срока его службы. К ним относятся совместимость, устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе, гибкость при низких температурах и т. Д.
3. Ограничения условий обработки, такие как низкие температуры обработки или высокие скорости обработки

Типы пластификаторов, которые можно использовать для решения этой проблемы:

• Стоимость — Насыщенные кольцами фталаты, DOTP, некоторые производные растительного масла (например,грамм. ESBO)
• Совместимость — Бензоаты / дибензоаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты, тримеллитаты
• Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе — Тримеллитаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты (в зависимости от ожидаемого срока службы)
• Гибкость при низких температурах — Сложные эфиры алифатических двухосновных кислот, некоторые производные растительных масел (например, сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, сложные моноэфиры жирных кислот)
• Растворимость пластификатора — Бензоаты / дибензоаты, некоторые производные растительных масел (например,грамм. сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, моноэфиры жирных кислот), TXIB
• Огнестойкость — Эфиры фосфорной кислоты (только)
• Работа при высоких температурах — Тримеллитаты, некоторые производные растительного масла (например, см. Продукты Dow Ecolibrium)
• Низкая вязкость пластизола — Эфиры бензоата (не дибензоаты), TXIB, эфиры двухосновных алифатических кислот
• Устойчивость к экстракции растворителем — Полиэфиры
• Устойчивость к гидролизу — Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Подробная информация об альтернативных пластификаторах:

Пластификаторы адипата

В применениях ПВХ адипаты обладают улучшенными низкотемпературными свойствами по сравнению с фталатами аналогичных
длина алкильной цепи.

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство. Эти пластификаторы обычно классифицируются как полиэфиры, а не адипаты. Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

»Посмотреть все коммерчески доступные адипаты здесь

Преимущества адипатов

Ознакомьтесь с приведенной ниже таблицей, чтобы узнать о преимуществах полимерных пластификаторов.

Ограничения по использованию пластификаторов адипата

• Пластификаторы адипата более летучие, хуже плавятся и совместимы с ПВХ.
• Дороже по сравнению с некоторыми другими альтернативными пластификаторами.
• Обычно используется в смесях с высоким содержанием фталатов для обеспечения оптимальных пластифицирующих свойств.
• Обладают более высокой скоростью миграции.

Бензоатные пластификаторы

Бензоатные и дибензоатные эфиры являются пластификаторами для ПВХ с высокой степенью сольватации. Из-за их высокой летучести монобензоаты обычно используются только в качестве добавок, повышающих растворимость или снижающих вязкость, в гибком ПВХ.Дибензоатные пластификаторы ценятся в первую очередь за их высокую растворимость, но они защищают фталатный пластификатор низкотемпературными свойствами и характеристиками вязкости пластизоля. И бензоатные, и дибензоатные пластификаторы часто используются в смесях с другими пластификаторами.

Некоторые общие преимущества и ограничения бензоат / дибензоатных эфиров можно найти в таблице ниже.

Бензоатные пластификаторы Характеристики

• Бензоаты также действуют как технологические добавки
• Дисплей отличная устойчивость к пятнам
• Хорошая стойкость к извлечению масла
• Высокая сольватирующая способность и низкий молекулярный вес дают этим пластификаторам преимущества при переработке за счет снижения температуры обработки
• Некоторые обладают хорошей устойчивостью к УФ-излучению

Ограничения по использованию бензоатных пластификаторов

• Бензоаты по своей природе очень летучие
• Множество уникальных химикатов с разными характеристиками
• Дибензоаты обладают пониженной низкотемпературной гибкостью
• Дибензоаты могут давать плохие пластизольные свойства текучести

Применение пластификаторов бензоата

• Бензоаты обладают оптимальными характеристиками в ПВХ и других термопластичных полимерах
• Во многих областях применения бензоаты используются в составе смеси пластификаторов, чтобы уменьшить проблемы, возникающие при переработке.
• Бензоаты (особенно дибензоаты) используются в некоторых гибких полах из ПВХ (эластичные полы).

Пластификаторы тримеллитатные

Тримеллитовый ангидрид (ТМА) представляет собой трикарбоновую кислоту, аналогичную структуре фталевого ангидрида или кислоты.

Сложные эфиры тримеллитата используются в первую очередь из-за их низкой летучести и высокой стойкости. Коммерческий тримеллитный ангидрид (исходный материал для производства тримеллитата) обычно содержит очень небольшое количество фталевого ангидрида, поэтому, строго говоря, тримеллитные пластификаторы часто не являются «альтернативой фталату».

В таблице ниже указаны некоторые преимущества этих пластификаторов.

Преимущества и ограничения тримеллитатных пластификаторов

Пластификаторы тримеллитат имеют более низкую летучесть, лучшую устойчивость к извлечению и хорошую технологичность по сравнению с фталатами.

Тримеллитаты нельзя отнести к пластификаторам, не содержащим фталатов, поскольку в них были обнаружены следы фталатов.

Применение тримеллитатов

Тримеллитаты используются в составах ПВХ , таких как изоляция проводов, выдерживающая высокие температуры, прокладки и некоторые детали для салонов автомобилей.

Цитратные пластификаторы

Сложные эфиры цитрата используются во многих игрушках из ф-ПВХ. Их ценят, потому что они являются «натуральными» продуктами, которые могут иметь высокое содержание биологических веществ (в зависимости от того, как они сделаны) и обладают низкой токсичностью.Некоторые типичные свойства цитратов указаны в таблице ниже.

Цитратные пластификаторы Преимущества

• Эфиры / цитраты лимонной кислоты имеют некоторые прямые зазоры для пищевых добавок, а также непрямые зазоры в ПВХ
  Они обеспечивают хорошую производительность и отличную гибкость при низких температурах.
• Обеспечивает хорошую тепло- и светостойкость
• Они могут быть частично на биологической основе
• Сложные эфиры лимонной кислоты нетоксичны и одобрены FDA для использования в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами

Основные ограничения

• Цитратные пластификаторы очень летучие, и значительная их часть теряется из-за этого свойства
• Цитраты не обладают стойкостью и поэтому не используются в упругих устройствах, таких как кабели, полы или кровля
• Увеличивает запотевание при нанесении пленки

Применение цитратных пластификаторов

• Цитраты / сложные эфиры лимонной кислоты используются для пластификации виниловых смол в игрушках, медицинских устройствах и пустышках для младенцев
• Будучи одобренными FDA, цитраты находят применение в пленках для упаковки пищевых продуктов
• Они также используются в фармацевтических препаратах
• Цитраты совместимы с такими полимерами, как ПВХ, ПВС, ПВБ, полипропилен
• Сложные эфиры лимонной кислоты также используются в качестве ингибиторов пенообразования

Пластификаторы прочие

Фосфаты

Пластификаторы на основе эфиров фосфорной кислоты используются в основном для придания огнестойкости ф-ПВХ.Некоторые фосфатные пластификаторы также используются для улучшения устойчивости ПВХ-компаундов к ультрафиолетовому излучению (атмосферостойкость на открытом воздухе). Обычно они не используются в качестве первичных пластификаторов для ПВХ.

Триарил и алкилдиарилфосфаты являются наиболее важной категорией огнестойких фосфатных пластификаторов, используемых с ПВХ, особенно для обеспечения огнестойкости и / или низкого образования дыма.Фосфаты являются первичными пластификаторами для ПВХ и могут использоваться в качестве единственных пластификаторов или в составе оптимизированной по стоимости смеси.

Триарилфосфаты обладают отличной огнестойкостью и низкой летучестью; однако они обладают меньшей гибкостью при низких температурах. Сложные эфиры алкилдиарилфосфата обладают хорошей низкотемпературной гибкостью, но более летучие и обладают более низкой огнестойкостью, чем триариловые эфиры. Обычно ограничиваются применениями, требующими улучшенных характеристик пламени и дыма, некоторые фосфаты были одобрены в правилах для пищевых продуктов и медицинских устройств.

Парафины хлорированные

Хлорированные парафины получают хлорированием углеводородов и состоят на 30-70% из хлора. Они обладают низкой летучестью и действуют как антипирены из-за присутствия хлора.

Хлорированные парафины обладают высокой химической стабильностью и влагостойкостью, но термически нестабильны, что ограничивает их применение при температурах обработки в пределах 175 ° C. Следовательно, для более высоких температур обработки требуется добавление других стабилизаторов.Известно, что чем выше содержание хлора, тем слабее пластифицирующий эффект хлорированных парафинов для ПВХ.

Варианты насыщенных колец сложных эфиров фталата (например, DINCH)

Пластификаторы, такие как DINCH (диизонониловый эфир циклогексан-1,2-диокислоты), ценятся как фталатные аналоги без (доказанных) вредных воздействий на здоровье человека. Они обладают относительно низкой сольватирующей способностью для ПВХ, а совместимость с ПВХ является защитной по сравнению с их фталатными аналогами. Диалкилфталаты с более высоким молекулярным весом становятся все более несовместимыми с ПВХ.

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты ценятся за их химическую стойкость, особенно стойкость к гидролизу.Они продвигаются как пластификаторы общего назначения. Производителей этой продукции относительно немного.

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты используются в первую очередь из-за хороших низкотемпературных свойств, которые они придают гибким ПВХ-соединениям.Они являются очень эффективными пластификаторами, а многие из них — эффективными депрессантами вязкости пластизоля. Некоторые могут содержать биологические материалы. Недостатками являются их относительно плохая совместимость с ПВХ и относительно низкая сольватирующая способность.

Эфиры полиолкарбоновой кислоты

Полимерные пластификаторы

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство.Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

Эпоксидные смолы

С химической точки зрения эпоксидные пластификаторы представляют собой сложные эфиры, которые содержат одну или несколько эпоксидированных двойных связей.Примеры включают эпоксидированное соевое масло (ESBO) и эпоксидированное льняное масло (ELO) . Окисление олефиновой двойной связи до оксирановой структуры приводит к образованию эпоксидных групп. Наличие эпоксидной группы помогает этим пластификаторам улучшать термостойкость производимых изделий из ПВХ. При более высоких концентрациях эпоксидные пластификаторы иногда несовместимы с ПВХ.

Прочие алифатические эфиры двухосновных кислот

В этой категории наиболее часто применяемыми пластификаторами являются ди-2-этилгексилсебацинат (DOS), ди-2-этилгексилазелат (DOZ) и диизодецилсебацинат (DIDS).По сравнению с адипатами эти пластификаторы обладают превосходными низкотемпературными характеристиками, и их использование ограничено применениями, требующими чрезвычайно низкой температурной гибкости. Как и адипаты, они имеют ограниченную совместимость с ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе

В рамках перехода на экологически чистые ингредиенты пластификаторов на биологической основе продолжают приобретать все большее значение. Будучи основанными на биологических веществах, они предлагают двойное преимущество: они являются альтернативой фталату, а также снижают нашу зависимость от сырья на основе ископаемого топлива.Обычное сырье для этого класса пластификаторов упоминается ниже.

Как следует из названия, пластификаторы на биологической основе в основном основаны на:

• Эпоксидированное соевое масло (ESBO)
• Масло льняное эпоксидированное (ELO)
• Касторовое масло
• Пальмовое масло
• Масла растительные прочие
• Крахмалы
• Сахара (включая сложные эфиры изосорбидов)
• другие

Есть еще несколько пластификаторов на основе изосорбидов и алкановых кислот из возобновляемых источников. Изосорбидные диэфиры являются нетоксичной альтернативой фталатам и обладают многообещающими свойствами для ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе, полученные из природных / возобновляемых источников, иногда легко допускаются для использования в контакте с пищевыми продуктами и в медицине. Пластификаторы этой категории могут быть легко включены в игрушки и продукты для прорезывания зубов для младенцев. Некоторые из них также нашли применение в изоляции и оболочке проводов, в бытовых и потребительских товарах, в напольных покрытиях, подложках для ковровых покрытий и других конечных применениях в строительстве.

Ниже приведены преимущества производных растительного масла — эпоксидов.

Производные растительного масла являются наиболее широко используемыми пластификаторами типа натуральных продуктов.Продукты, состоящие из сложных эфиров триглицеридов и ненасыщенных жирных кислот (например, соевого масла, льняного масла), в которых двойные связи в остатках жирных кислот обычно эпоксидированы, были коммерческими продуктами в течение десятилетий.

К недостаткам относятся:

• Низкая сольватирующая способность
• высокой вязкости и
• Плохие низкотемпературные свойства

Другие производные растительного масла (например, сложные моноэфиры, полученные из жирных кислот, полученных из растительного масла, или ацетилированные моноглицериды, полученные из растительных масел), могут иметь лучшую растворимость, совместимость и низкотемпературные свойства, но могут иметь высокую летучесть.Обратите внимание, что есть много видов производных растительных масел, которые используются в качестве пластификаторов.

Выбор пластификаторов и нормативные обновления

При выборе пластификатора общего назначения для ПВХ необходимо проверить следующие основные атрибуты:

1. Нормативный допуск — безопасен для использования и безопасен в использовании
2. Хорошая совместимость
3. Рентабельность
4. Устойчив к ультрафиолетовому излучению
5. Длительный срок службы и благоприятная для окружающей среды LCA
6. Термическая стабильность с высокой продолжительностью

Регулирование является важным фактором принятия решений при выборе пластификаторов

В последние годы было много дискуссий о фталатных пластификаторах.Но на самом деле не все фталаты запрещены.

Например, ни в США (федеральное законодательство и законодательство штатов), ни в ЕС использование всех фталатных пластификаторов специально не запрещено в любом продукте из пластифицированного ПВХ.

Мы уже обсудили недавний нормативный статус в отношении фталатных пластификаторов в изделиях для ухода за детьми … прочтите здесь

Существуют также федеральные правила (не законы) для пластификаторов, используемых в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами, и в медицинских устройствах:

Заявка 65 Калифорнии внесена в список

На уровне штата некоторые фталатные пластификаторы перечислены в Положении 65 Калифорнии. Этот список означает, что химическое вещество «известно в штате Калифорния как вызывающее рак, врожденные дефекты или нарушение репродуктивной функции». Он не запрещает использование перечисленных химических веществ или предметов, содержащих это химическое вещество, в штате Калифорния, а также не обязательно устанавливает требования к маркировке предметов, содержащих химические вещества, перечисленные в Предложении 65.

Если можно продемонстрировать, что гибкий ПВХ-продукт, содержащий (перечислено в Предложении 65) пластификатор ДЭГФ, например, не может подвергать потребителя воздействию ДЭГФ, превышающего максимально допустимый суточный предел (установленный штатом Калифорния), маркировка не требуется. В Калифорнии.

Пластификаторы в Европе

В ЕС существует более систематический подход к химическому регулированию. Согласно протоколу REACH для оценки химических веществ, используемых в торговле, определенные фталаты (включая DEHP, наиболее широко используемый пластификатор в мире) были фактически запрещены к производству, импорту и использованию в ЕС.Некоторые другие фталаты большого объема, включая DINP и DIDP, были полностью одобрены для использования во всех их текущих применениях.

Регуляторный статус пластификаторов
Источник: ExxonMobil
(Нажмите на изображение, чтобы увеличить)

Типы, использование, классификация, выбор и регулирование

TAGS : ПВХ, пластификаторы и экологичность

Пластификаторы — это относительно нелетучие органические вещества (в основном жидкости). Когда они включены в пластик или эластомер, они помогают улучшить полимер:

• Гибкость
• Расширяемость и,
• Технологичность

Пластификаторы увеличивают текучесть и термопластичность полимера за счет уменьшения вязкости полимерного расплава, температуры стеклования (Tg), температуры плавления (Tm) и модуля упругости готового продукта без изменения основных химических характеристик пластифицированного материала.

Использование пластификаторов

Пластификаторы — одни из наиболее широко используемых добавок в пластмассовой промышленности. Кроме того, они обычно дешевле других добавок, используемых при переработке полимеров.

Пластификаторы чаще всего используются в ПВХ, третьем по объему полимере после ПП и ПЭ. В свою очередь, ПВХ используется в широком ассортименте продукции. Примеры включают:

• Непластифицированный ПВХ (или жесткий ПВХ) используется в таких приложениях, как трубы, сайдинг и оконные профили.
• Пластифицированный ПВХ (или гибкий ПВХ) находит применение в автомобильной внутренней отделке, кабелях, пленках ПВХ, полах, кровлях и покрытиях стен и т. Д.

»Посетите раздел выбора полимерных добавок для всех марок пластификаторов!

Однако значительное количество пластификаторов также используется в полимерах, таких как акрил, ПЭТ, полиолефины, полиуретаны и т. Д. Пластификаторы также иногда используются в каучуках, но в этих случаях они используются в качестве наполнителей.

Продолжайте читать или щелкните конкретную тему, чтобы узнать больше о:

Методы пластификации

Существует два основных метода пластификации:

1. Внутренняя пластификация
   Полимер можно пластифицировать изнутри путем химической модификации полимера или мономера, чтобы повысить гибкость.Он включает сополимеризацию мономеров желаемого полимера (имеющего высокую Tg) и пластификатора (имеющего низкую Tg), так что пластификатор является неотъемлемой частью полимерной цепи. Наиболее широко применяемыми мономерами-пластификаторами для внутренних целей являются:
   • Винилацетат
   • Винилиденхлорид

   Но этот метод ограничен: каждый сополимер подходит только для определенных требований гибкости

   Кроме того, сложность реакции может привести к увеличению времени реакции и увеличению затрат.Внутренне пластифицированные материалы демонстрируют температурную зависимость и нестабильность размеров при высоких температурах.

2. Внешняя пластификация
   Это наиболее часто используемый метод пластификации, поскольку недорогие жидкие пластификаторы дают разработчикам рецептур свободу при разработке рецептур для ряда продуктов (от полужестких до очень гибких в зависимости от количества). Наиболее широко используемые внешние пластификаторы включают сложные эфиры, образующиеся в результате реакции кислот или ангидридов кислот со спиртами.Существует две основные группы внешних пластификаторов:
   • Первичный пластификатор увеличивает удлинение, мягкость и гибкость полимера. Они хорошо совместимы с полимерами и могут добавляться в больших количествах. Например: до 50% виниловых перчаток состоит из пластификаторов, которые делают ПВХ гибким и достаточно мягким для ношения.
   • Вторичный пластификатор — это тот, который обычно не может использоваться в качестве единственного пластификатора в пластифицированном полимере.Вторичные пластификаторы могут иметь ограниченную совместимость с полимером и / или высокую летучесть. Они могут содержать или не содержать функциональные группы, которые позволяют им сольватировать полимер при температурах обработки. Вторичные пластификаторы используются по-разному:
     • Снижение затрат
     • Снижение вязкости
     • Повышение платежеспособности
     • Увеличение смазывающей способности поверхности и
     • Улучшение свойств при низких температурах
   • Наполнители — это подмножество вторичных пластификаторов.Они обычно используются с первичными пластификаторами для снижения затрат на гибкий ПВХ общего назначения. В основном это недорогие масла, имеющие ограниченную совместимость с ПВХ. Их добавляют для снижения стоимости и в некоторых случаях для повышения огнестойкости. Примеры наполнителей включают нафтеновые углеводороды, алифатические углеводороды, хлорированные парафины , (огнестойкость) и другие.

Прочтите и узнайте больше о :

Обработка пластификаторами

Суспензионный ПВХ (S-PVC). Обычный метод производства ПВХ:

• ПВХ, полученный в виде частиц размером 50-200 микрон
• Снижение затрат на формулу гибкого ПВХ
• Полученные частицы ПВХ смешиваются с пластификаторами и могут быть экструдированы в гранулы, которые в дальнейшем используются для обработки посредством экструзии, каландрирования, литья под давлением…
• Перерабатывающее оборудование обычно очень дорогое

Добавление внешнего пластификатора в ПВХ-полимер увеличивает его гибкость.Добавление пластификатора в основном
включает пять отдельных этапов:

• Пластификатор, смешанный со смолой
• Пластификатор проникает в частицы смолы и набухает
• Полярные группы в смоле ПВХ освобождены друг от друга
• Полярные группы пластификатора взаимодействуют с полярными группами на цепи ПВХ
• Структура ПВХ восстанавливается После охлаждения с полным удержанием пластификатора

Потеря пластификатора \ Экссудация пластификатора

Несовместимость полимера и пластификатора может вызвать экссудацию.Существует несколько факторов, которые могут привести к миграции пластификатора с поверхности пластика (или внутрь или на подложку, к которой он плотно прилегает).
контакта), таких как изменение температуры, влажности, механическое напряжение, атмосферные воздействия и т. д.

Потеря пластификатора может привести к снижению гибкости, охрупчиванию и растрескиванию.

Классификация пластификаторов

Пластификаторы обычно классифицируют по химическому составу. Можно понять влияние элементов конструкции (напр.грамм. различных спиртов в гомологическом ряду фталатов, адипатов и т. д.) на свойства пластификаторов и их влияние на основные полимеры.

Различные пластификаторы влияют на разные физические и химические свойства материалов. Следовательно, вам нужен конкретный пластификатор, чтобы изменять свойства в определенном направлении в соответствии с требованиями.

Существует несколько общих химических семейств пластификаторов, которые используются для модификации полимеров. Среди них наиболее часто используются:

1. Сложные эфиры фталевой кислоты — Их получают этерификацией фталевого ангидрида или фталевой кислоты, полученной окислением ортоксилола или нафталина.Наиболее часто используемые фталатные пластификаторы включают:
   1. DEHP: Ортофталат с низким молекулярным весом. По-прежнему самый широко используемый в мире пластификатор для ПВХ
   2. DINP, DIDP: Высокомолекулярные ортофталаты

2. Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты — К ним относятся такие химические вещества, как глутараты, адипаты, азелаты и себекаты. Они сделаны из алифатических двухосновных кислот, таких как адипиновая кислота и спирты.
3. Бензоатные эфиры — представляют собой продукты этерификации бензойной кислоты и некоторых спиртов или диолов.
4. Тримеллитатные эфиры — Их получают путем этерификации тримеллитового ангидрида (ТМА) и, как правило, спиртов C8 — C10
5. Полиэфиры — Они образуются в результате реакции многих комбинаций дикарбоновых кислот и дифункциональных спиртов.
6. Цитраты — Это тетраэфиры, образующиеся в результате реакции одного моля лимонной кислоты с тремя молями спирта. Отдельная гидроксильная группа лимонной кислоты ацетилирована.
7. Пластификаторы на биологической основе — Они основаны на эпоксидированном соевом масле (ESBO), эпоксидированном льняном масле (ELO), касторовом масле, пальмовом масле, других растительных маслах, крахмале, сахаре и т. Д.
8. Прочее — Включает фосфаты, хлорированные парафины, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты и др.

При добавлении в полимер \ смолу эти пластификаторы обеспечивают следующие преимущества:

• Они делают продукт более мягким, улучшают гибкость
• Обработка становится возможной или проще
• Пластифицированные изделия плохо ломаются при низких температурах

Применение пластификаторов

Более 90% пластификаторов, используемых в термопластичных полимерах, используются в ПВХ.Рынок пластифицированного полимера и рынок пластифицированного ПВХ в значительной степени совпадают, хотя некоторые пластификаторы также используются в акриловых полимерах, полиуретанах, полистироле и даже полиолефинах.

Основное конечное использование:

Другие области применения гибкого ПВХ:

• Товары народного потребления — Одежда, обувь, упаковка
• Медицинские — Пакеты для крови, трубки для внутривенных вливаний, конструкции для сдерживания биологической опасности, другие медицинские устройства
• Non-PVC — Небольшие количества пластификаторов типа PVC используются в других полимерах, включая акрил, полиуретаны, полистирол

Большинство изделий из пластифицированного ПВХ — это товары длительного пользования, изделия с длительным сроком службы.Фталаты из-за их низкой летучести, низкой растворимости в воде, хорошей устойчивости к солнечному свету и экстремальным температурам, хорошей совместимости с полимером ПВХ и в целом хорошей устойчивости к биоразложению хорошо подходят для использования в таких продуктах. Примеры включают:

• Гибкие кровельные мембраны из ПВХ
• Геомембраны
• Изоляция проводов и кабелей

Фталатные пластификаторы очень трудно заменить в этих конечных областях применения. Аналогичным образом, из-за их относительно высокой сольватирующей способности для полимера ПВХ и относительно низкой вязкости было обнаружено, что пластификаторы на основе фталата легче перерабатываются в гибкие соединения ПВХ по сравнению, по меньшей мере, с некоторыми заменителями фталата.

Обратите внимание, однако, что почти половина из 7 миллионов тонн пластификатора, используемого ежегодно, составляет DEHP, и DEHP, пластификатор общего назначения, может быть заменен во многих продуктах.

Фталатные пластификаторы и действующие правила

Фталаты обычно получают этерификацией фталевого ангидрида, полученного окислением ортоксилола.

Фталаты кажутся практически бесцветными со слабым запахом. Они имеют ограниченную растворимость в воде, но смешиваются со многими органическими растворителями (минеральное масло и т. Д.).)

Преимущества и ограничения фталатных пластификаторов

Применение фталатных пластификаторов

1. 
   Стоимость: Фталаты, которые использовались в качестве пластификаторов ПВХ с первых дней создания гибкого ПВХ, являются недорогими и эффективными.Обвал цен на нефть, начавшийся в 2015 году, еще больше снизил цены на нефтепродукты, в том числе фталатные эфиры. На некоторые заменители фталата, особенно на продукты на основе биологических продуктов, в этот период времени наблюдалось повышение цен на сырье, что привело к увеличению уже существующей разницы в стоимости.
2. Производительность: Некоторые из (в настоящее время) наиболее широко используемых продуктов для замены фталата имеют ограничения по технологичности и долговечности.
3. Поставка: Мировой рынок пластификаторов достаточно велик , более 7 миллионов тонн в год.Производственных мощностей для производства таких объемов заменителей фталата пока недостаточно.
   1. В электротехнике и электронике ПВХ, пластифицированный фталатом, используется для изоляции проводов и кабелей.
   2. Фталатные пластификаторы широко используются в строительных материалах на основе винила, таких как полы и настенные покрытия, чтобы придать им гибкость и долговечность.

Положения о фталатных пластификаторах

2001-2006 — DINP и DIDP безопасны для использования в текущих приложениях — Отчет ECPI

Результаты оценки риска для DINP и DIDP, опубликованные в апреле 2006 года, показывают, что эти вещества несут в себе нет риск для здоровья человека или окружающей среды в любом из их текущих приложений.

2012 г. — Оценка рисков в Австралии подтверждает безопасность DIDP и DINP для игрушек. — Отчет NICNAS

. рассмотрены самые высокие уровни воздействия.

В частности, в отчете делается вывод: «Текущие оценки риска не указывают на угрозу для здоровья от воздействия DINP в игрушках и предметах ухода за детьми даже при самом высоком (разумно наихудшем) рассмотренном сценарии воздействия.”

В настоящее время в Австралии нет ограничений на использование DINP в игрушках и предметах ухода за детьми.

2013 — ЕС подтверждает безопасное использование DINP и DIDP во всех текущих потребительских приложениях. — Отчет ЕС

Европейская комиссия (ЕС) пересмотрела ограничения на пластификаторы DINP (диизононилфталат) и DIDP (диизодецилфталат). Комиссия пришла к выводу, что «не было выявлено неприемлемого риска для использования DINP и DIDP в изделиях, кроме игрушек и предметов ухода за детьми, которые можно класть в рот» .

Комиссия поэтому пришла к выводу, что существующие ограничения DINP и DIDP в отношении игрушек и предметов ухода за детьми, которые могут быть помещены в рот, должны быть сохранены.
Комиссия также пришла к выводу, что «в свете отсутствия каких-либо дополнительных рисков от использования DINP и DIDP, оценка потенциальных заменителей была менее уместной».

2014 — US CHAP снял запрет на DIDP, DNOP и запреты> 0,1% уровня DINP в товарах по уходу за детьми — Отчет CPSC

U.S. Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) учредила Консультативную группу по хроническим опасностям (CHAP) для изучения и анализа потенциальных побочных эффектов фталатов, используемых в детских игрушках и товарах по уходу за детьми, на здоровье детей в соответствии с разделом 108 Закона о повышении безопасности потребительских товаров. 2008:

• Три типа фталатов (DEHP, DBP, BBP) навсегда запрещены в любых количествах, превышающих 0,1%, в детских игрушках и некоторых предметах ухода за детьми.
• Три дополнительных типа фталатов (DINP, DIDP, DNOP) были временно запрещены в любом количестве, превышающем 0.1%.

CHAP представил свой отчет и рекомендовал следующие действия:

• Постоянный запрет на DBP, BBP и DEHP остался без изменений; Кроме того, DIBP, DPENP, DHEXP и DCHP на уровнях более 0,1% должны быть добавлены к существующему постоянно запрещенному списку
• Временный запрет на ДИНФ на уровне более 0,1% в отношении детских игрушек и предметов ухода за детьми должен стать постоянным
• Действующие запреты на ДНОП и ДИДП отменены
• Использование DIOP на временной основе до тех пор, пока не будет доступно достаточно данных, чтобы определить, необходимо ли постоянное ограничение
• В настоящее время никаких действий в отношении DMP, DEP и DPHP не предпринимается, но он побудил соответствующие агентства собрать «необходимые данные о воздействии и опасностях для оценки общего воздействия альтернативных фталатов и оценки потенциальных рисков для здоровья».”

В начале администрации Обамы также были предприняты усилия по дальнейшему регулированию фталатов в соответствии с принятым в 1976 году законом о контроле над токсичными веществами (см. TSCA sec 5b). Однако этого так и не было сделано.

2017 — Предложение Датского EPA по DINP

После четвертой повторной подачи за два года досье Датского EPA, предлагающее классификацию DINP в качестве репродуктивного агента, было принято ECHA, и общественные консультации были начаты в апреле 2017 года.Несмотря на обширное предварительное тестирование, нормативные оценки и опубликованные научные обзоры, научные данные не подтверждают это предложение по классификации.

2018 — ECHA RAC пришел к выводу, что DINP не требует классификации — ECHA News

Комитет по оценке рисков (RAC) ECHA пришел к выводу, что диизононилфталат (DINP) не требует классификации по репротоксическим эффектам в соответствии с Классификацией ЕС, маркировка и регулирование упаковки (CLP).

Компания RAC провела строгую оценку опасности в соответствии с правилами регламента CLP и пришла к выводу, что, учитывая отсутствие доказательств побочных эффектов, классификация не требуется. Среди предыдущих нормативных оценок оценка новых научных данных ECHA, одобренная Европейской комиссией в 2014 году, пришла к выводу, что DINP можно безопасно использовать во всех текущих приложениях . Все соответствующие данные включены в регистрационные досье DINP REACH, которые были обновлены в 2015 и 2016 годах.

Узнайте больше о фталатных пластификаторах в деталях:

DEHP — Диэтилгексилфталат

Ди-2-этилгексилфталат (DEHP, формула: C ₆ H ₄ (C ₈ H ₁₇ COO) ₂ ) представляет собой орто-фталат с низкой молекулярной массой, полученный этерификацией фталевого ангидрида с 2-этил-гексанол. Это нелетучая вязкая жидкость без цвета и запаха, растворимая в масле, но не в воде. Из-за низкой стоимости и в целом хороших характеристик DEHP широко используется в качестве пластификатора при производстве изделий из ПВХ.

Структура DEHP

Преимущества DEHP

• Он обеспечивает хорошее гелеобразование, удовлетворительные электрические свойства и помогает производить высокоэластичные соединения с приемлемой хладостойкостью.
• Он показывает довольно хорошую гибкость при низких температурах и некоторую устойчивость к высоким температурам.

Ограничения DEHP

• DEHP внесен в список МАИР как канцероген для человека
• ДЭГФ использовался как имитатор гормонов и токсин, связанный с развитием, в некоторых исследованиях
• В ЕС DEHP считается SVHC (вещество, вызывающее очень большую озабоченность) в соответствии с законодательством REACH и не может использоваться в большинстве продуктов
• Легко экстрагируется в неполярные растворители (масла и жиры в пищевых продуктах, упакованных в ПВХ).Поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешает использование упаковки, содержащей ДЭГФ, только для пищевых продуктов, которые преимущественно состоят из воды.

Приложения DEHP

• Промышленные изделия из ПВХ, сополимеров винилхлорида и винилацетата
• Медицинские устройства, такие как катетеры, трубки и т. Д.
• При разработке различных рецептур от стекловидных композиций до мягких и очень гибких материалов
• Использование сокращается из-за опасений по поводу его воздействия на здоровье человека, но ДЭГФ по-прежнему является наиболее широко используемым пластификатором в мире.

DEHP Замена

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат, являются наиболее популярными заменителями ДЭГФ. Они менее совместимы с ПВХ, но их низкая стоимость и долгая история использования коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими более 8 атомов углерода, имеют ограниченную совместимость с ПВХ. Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат менее 8 атомов углерода, имеют проблемы с летучестью.Узнайте о некоторых преимуществах и ограничениях эфира терефталата в таблице ниже.

Выбор

DEHP постепенно отменяется по техническим причинам, таким как потеря производительности с течением времени, регулирование и т. Д.Его постепенно заменяют DINP (и DIDP). Пластификаторы HMW особенно полезны для применений, требующих длительного срока службы или долговечности. Технологичность, производительность, доступность и экономичность сделали DINP фталатом «общего назначения», таким как DEHP или DIDP. Таким образом, DINP представляется альтернативой большинству применений DEHP.

DINP- диизононилфталат

Диизононилфталат (DINP, формула: C ₂₆ H ₄₂ O ₄ ) представляет собой орто-фталат с высоким молекулярным весом, полученный этерификацией фталевого ангидрида изонониловым спиртом в замкнутой системе.Это почти бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Он очень слабо растворим в воде, но растворим в спиртах, гексане и т. Д., При этом он смешивается и совместим со всеми мономерными пластификаторами, используемыми в составах ПВХ.

Структура DINP

Преимущества DINP

• Обеспечивает гибкость и долговечность виниловых изделий
• Хорошие характеристики как при низких, так и при высоких температурах
• Менее летучий, чем DEHP
• Хорошая платежеспособность обеспечивает хорошие характеристики переработки гибкого ПВХ

Приложения DINP

• Широко применяется как внутри, так и снаружи помещений.Поскольку он менее летуч, он эффективен в приложениях, где продукты подвергаются относительно высоким температурам и нуждаются в большей устойчивости к разрушению.
• DINP помогает изделиям из винила противостоять многим погодным условиям, делает их водонепроницаемыми и обеспечивает высокую теплоизоляцию и долговечность.
• DINP комбинируется с порошком ПВХ производителями напольных покрытий для производства мягких и гибких готовых изделий

DIDP — диизодецилфталат

Диизодецилфталат (DIDP, формула: C ₂₈ H ₄₆ O ₄ ) представляет собой ортофталат с высоким молекулярным весом. Это смесь соединений, полученных в результате этерификации фталевой кислоты и изомерных дециловых спиртов. Это прозрачная жидкость без цвета и запаха. Он растворим в большинстве органических растворителей, но не растворим в воде.

Структура ДИДП

Льготы DIDP

• Повышает гибкость пластикового / пластикового покрытия
• Более прочный (менее летучий, менее экстрагируемый водой), чем DINP
• Его хорошая термостойкость и электрическая изоляция делают его предпочтительным выбором для термостойких электрических шнуров, салонов автомобилей и полов из ПВХ.

Ограничения DIDP

• Разветвленная структура алкильной цепи DIDP делает его восприимчивым к окислению при более высоких температурах, что может привести к разложению ПВХ
• Он имеет более низкую пластифицирующую способность, чем ДОФ, и для достижения идеального пластифицирующего эффекта его необходимо использовать в более высоких концентрациях.

Приложения DIDP

• DIDP широко используется в составах проводов и кабелей, а также для производства внутренней отделки автомобилей
• Покрытия для мебели, кухонной посуды, фармацевтических таблеток, пищевых оберток и многих других предметов состоят из пластификаторов DIDP

DBP — Дибутилфталат

Дибутилфталат (DBP, формула: C ₁₆ H ₂₂ O ₄ ) получают из н-бутанола и изобутанола, соответственно, которые являются побочными продуктами при производстве 2-этилгексанола.По внешнему виду он от бесцветного до бледно-желтого.

Структура ДАД

Основные ограничения ДАД

• Низкая молекулярная масса делает их слишком летучими для большинства применений
• Было обнаружено, что герметики для окон из ПВХ, используемые в качестве сельскохозяйственных пленок, выделяют пары ДБФ, которые вредны для некоторых видов тепличных культур.

Приложения DBP

ДАД обычно
используется в смесях с другими пластификаторами в качестве усилителя растворимости в гибких ПВХ-компаундах, которые имеют низкую
требования к температуре обработки.

Пластификаторы терефталатные

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат , являются наиболее популярными заменителями для DEHP . Их низкая стоимость и долгая история в качестве коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

В таблице ниже указаны некоторые преимущества терефталатных пластификаторов.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими на более 8 атомов углерода , имеют ограниченную совместимость с ПВХ .

Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат на менее 8 атомов углерода , имеют проблем с летучестью .

Другие фталатные пластификаторы

Обратите внимание, что изоалкилфталаты (например, DIOP, DIUP, DTDP) не имеют метильного ответвления на предпоследнем атоме углерода алкильной цепи. Для алкильных групп, содержащих 6 или более атомов углерода, префикс «изо» по соглашению просто означает «разветвленный».

См. Структуры в следующей таблице.

Альтернативные пластификаторы

Выбор заменителя фталата (если таковой имеется) обычно основывается на нескольких критериях. К ним относятся:

1. Стоимость
2. Ожидаемые условия воздействия на готовый продукт в течение срока его службы. К ним относятся совместимость, устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе, гибкость при низких температурах и т. Д.
3. Ограничения условий обработки, такие как низкие температуры обработки или высокие скорости обработки

Типы пластификаторов, которые можно использовать для решения этой проблемы:

• Стоимость — Насыщенные кольцами фталаты, DOTP, некоторые производные растительного масла (например,грамм. ESBO)
• Совместимость — Бензоаты / дибензоаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты, тримеллитаты
• Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе — Тримеллитаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты (в зависимости от ожидаемого срока службы)
• Гибкость при низких температурах — Сложные эфиры алифатических двухосновных кислот, некоторые производные растительных масел (например, сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, сложные моноэфиры жирных кислот)
• Растворимость пластификатора — Бензоаты / дибензоаты, некоторые производные растительных масел (например,грамм. сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, моноэфиры жирных кислот), TXIB
• Огнестойкость — Эфиры фосфорной кислоты (только)
• Работа при высоких температурах — Тримеллитаты, некоторые производные растительного масла (например, см. Продукты Dow Ecolibrium)
• Низкая вязкость пластизола — Эфиры бензоата (не дибензоаты), TXIB, эфиры двухосновных алифатических кислот
• Устойчивость к экстракции растворителем — Полиэфиры
• Устойчивость к гидролизу — Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Подробная информация об альтернативных пластификаторах:

Пластификаторы адипата

В применениях ПВХ адипаты обладают улучшенными низкотемпературными свойствами по сравнению с фталатами аналогичных
длина алкильной цепи.

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство. Эти пластификаторы обычно классифицируются как полиэфиры, а не адипаты. Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

»Посмотреть все коммерчески доступные адипаты здесь

Преимущества адипатов

Ознакомьтесь с приведенной ниже таблицей, чтобы узнать о преимуществах полимерных пластификаторов.

Ограничения по использованию пластификаторов адипата

• Пластификаторы адипата более летучие, хуже плавятся и совместимы с ПВХ.
• Дороже по сравнению с некоторыми другими альтернативными пластификаторами.
• Обычно используется в смесях с высоким содержанием фталатов для обеспечения оптимальных пластифицирующих свойств.
• Обладают более высокой скоростью миграции.

Бензоатные пластификаторы

Бензоатные и дибензоатные эфиры являются пластификаторами для ПВХ с высокой степенью сольватации. Из-за их высокой летучести монобензоаты обычно используются только в качестве добавок, повышающих растворимость или снижающих вязкость, в гибком ПВХ.Дибензоатные пластификаторы ценятся в первую очередь за их высокую растворимость, но они защищают фталатный пластификатор низкотемпературными свойствами и характеристиками вязкости пластизоля. И бензоатные, и дибензоатные пластификаторы часто используются в смесях с другими пластификаторами.

Некоторые общие преимущества и ограничения бензоат / дибензоатных эфиров можно найти в таблице ниже.

Бензоатные пластификаторы Характеристики

• Бензоаты также действуют как технологические добавки
• Дисплей отличная устойчивость к пятнам
• Хорошая стойкость к извлечению масла
• Высокая сольватирующая способность и низкий молекулярный вес дают этим пластификаторам преимущества при переработке за счет снижения температуры обработки
• Некоторые обладают хорошей устойчивостью к УФ-излучению

Ограничения по использованию бензоатных пластификаторов

• Бензоаты по своей природе очень летучие
• Множество уникальных химикатов с разными характеристиками
• Дибензоаты обладают пониженной низкотемпературной гибкостью
• Дибензоаты могут давать плохие пластизольные свойства текучести

Применение пластификаторов бензоата

• Бензоаты обладают оптимальными характеристиками в ПВХ и других термопластичных полимерах
• Во многих областях применения бензоаты используются в составе смеси пластификаторов, чтобы уменьшить проблемы, возникающие при переработке.
• Бензоаты (особенно дибензоаты) используются в некоторых гибких полах из ПВХ (эластичные полы).

Пластификаторы тримеллитатные

Тримеллитовый ангидрид (ТМА) представляет собой трикарбоновую кислоту, аналогичную структуре фталевого ангидрида или кислоты.

Сложные эфиры тримеллитата используются в первую очередь из-за их низкой летучести и высокой стойкости. Коммерческий тримеллитный ангидрид (исходный материал для производства тримеллитата) обычно содержит очень небольшое количество фталевого ангидрида, поэтому, строго говоря, тримеллитные пластификаторы часто не являются «альтернативой фталату».

В таблице ниже указаны некоторые преимущества этих пластификаторов.

Преимущества и ограничения тримеллитатных пластификаторов

Пластификаторы тримеллитат имеют более низкую летучесть, лучшую устойчивость к извлечению и хорошую технологичность по сравнению с фталатами.

Тримеллитаты нельзя отнести к пластификаторам, не содержащим фталатов, поскольку в них были обнаружены следы фталатов.

Применение тримеллитатов

Тримеллитаты используются в составах ПВХ , таких как изоляция проводов, выдерживающая высокие температуры, прокладки и некоторые детали для салонов автомобилей.

Цитратные пластификаторы

Сложные эфиры цитрата используются во многих игрушках из ф-ПВХ. Их ценят, потому что они являются «натуральными» продуктами, которые могут иметь высокое содержание биологических веществ (в зависимости от того, как они сделаны) и обладают низкой токсичностью.Некоторые типичные свойства цитратов указаны в таблице ниже.

Цитратные пластификаторы Преимущества

• Эфиры / цитраты лимонной кислоты имеют некоторые прямые зазоры для пищевых добавок, а также непрямые зазоры в ПВХ
  Они обеспечивают хорошую производительность и отличную гибкость при низких температурах.
• Обеспечивает хорошую тепло- и светостойкость
• Они могут быть частично на биологической основе
• Сложные эфиры лимонной кислоты нетоксичны и одобрены FDA для использования в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами

Основные ограничения

• Цитратные пластификаторы очень летучие, и значительная их часть теряется из-за этого свойства
• Цитраты не обладают стойкостью и поэтому не используются в упругих устройствах, таких как кабели, полы или кровля
• Увеличивает запотевание при нанесении пленки

Применение цитратных пластификаторов

• Цитраты / сложные эфиры лимонной кислоты используются для пластификации виниловых смол в игрушках, медицинских устройствах и пустышках для младенцев
• Будучи одобренными FDA, цитраты находят применение в пленках для упаковки пищевых продуктов
• Они также используются в фармацевтических препаратах
• Цитраты совместимы с такими полимерами, как ПВХ, ПВС, ПВБ, полипропилен
• Сложные эфиры лимонной кислоты также используются в качестве ингибиторов пенообразования

Пластификаторы прочие

Фосфаты

Пластификаторы на основе эфиров фосфорной кислоты используются в основном для придания огнестойкости ф-ПВХ.Некоторые фосфатные пластификаторы также используются для улучшения устойчивости ПВХ-компаундов к ультрафиолетовому излучению (атмосферостойкость на открытом воздухе). Обычно они не используются в качестве первичных пластификаторов для ПВХ.

Триарил и алкилдиарилфосфаты являются наиболее важной категорией огнестойких фосфатных пластификаторов, используемых с ПВХ, особенно для обеспечения огнестойкости и / или низкого образования дыма.Фосфаты являются первичными пластификаторами для ПВХ и могут использоваться в качестве единственных пластификаторов или в составе оптимизированной по стоимости смеси.

Триарилфосфаты обладают отличной огнестойкостью и низкой летучестью; однако они обладают меньшей гибкостью при низких температурах. Сложные эфиры алкилдиарилфосфата обладают хорошей низкотемпературной гибкостью, но более летучие и обладают более низкой огнестойкостью, чем триариловые эфиры. Обычно ограничиваются применениями, требующими улучшенных характеристик пламени и дыма, некоторые фосфаты были одобрены в правилах для пищевых продуктов и медицинских устройств.

Парафины хлорированные

Хлорированные парафины получают хлорированием углеводородов и состоят на 30-70% из хлора. Они обладают низкой летучестью и действуют как антипирены из-за присутствия хлора.

Хлорированные парафины обладают высокой химической стабильностью и влагостойкостью, но термически нестабильны, что ограничивает их применение при температурах обработки в пределах 175 ° C. Следовательно, для более высоких температур обработки требуется добавление других стабилизаторов.Известно, что чем выше содержание хлора, тем слабее пластифицирующий эффект хлорированных парафинов для ПВХ.

Варианты насыщенных колец сложных эфиров фталата (например, DINCH)

Пластификаторы, такие как DINCH (диизонониловый эфир циклогексан-1,2-диокислоты), ценятся как фталатные аналоги без (доказанных) вредных воздействий на здоровье человека. Они обладают относительно низкой сольватирующей способностью для ПВХ, а совместимость с ПВХ является защитной по сравнению с их фталатными аналогами. Диалкилфталаты с более высоким молекулярным весом становятся все более несовместимыми с ПВХ.

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты ценятся за их химическую стойкость, особенно стойкость к гидролизу.Они продвигаются как пластификаторы общего назначения. Производителей этой продукции относительно немного.

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты используются в первую очередь из-за хороших низкотемпературных свойств, которые они придают гибким ПВХ-соединениям.Они являются очень эффективными пластификаторами, а многие из них — эффективными депрессантами вязкости пластизоля. Некоторые могут содержать биологические материалы. Недостатками являются их относительно плохая совместимость с ПВХ и относительно низкая сольватирующая способность.

Эфиры полиолкарбоновой кислоты

Полимерные пластификаторы

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство.Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

Эпоксидные смолы

С химической точки зрения эпоксидные пластификаторы представляют собой сложные эфиры, которые содержат одну или несколько эпоксидированных двойных связей.Примеры включают эпоксидированное соевое масло (ESBO) и эпоксидированное льняное масло (ELO) . Окисление олефиновой двойной связи до оксирановой структуры приводит к образованию эпоксидных групп. Наличие эпоксидной группы помогает этим пластификаторам улучшать термостойкость производимых изделий из ПВХ. При более высоких концентрациях эпоксидные пластификаторы иногда несовместимы с ПВХ.

Прочие алифатические эфиры двухосновных кислот

В этой категории наиболее часто применяемыми пластификаторами являются ди-2-этилгексилсебацинат (DOS), ди-2-этилгексилазелат (DOZ) и диизодецилсебацинат (DIDS).По сравнению с адипатами эти пластификаторы обладают превосходными низкотемпературными характеристиками, и их использование ограничено применениями, требующими чрезвычайно низкой температурной гибкости. Как и адипаты, они имеют ограниченную совместимость с ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе

В рамках перехода на экологически чистые ингредиенты пластификаторов на биологической основе продолжают приобретать все большее значение. Будучи основанными на биологических веществах, они предлагают двойное преимущество: они являются альтернативой фталату, а также снижают нашу зависимость от сырья на основе ископаемого топлива.Обычное сырье для этого класса пластификаторов упоминается ниже.

Как следует из названия, пластификаторы на биологической основе в основном основаны на:

• Эпоксидированное соевое масло (ESBO)
• Масло льняное эпоксидированное (ELO)
• Касторовое масло
• Пальмовое масло
• Масла растительные прочие
• Крахмалы
• Сахара (включая сложные эфиры изосорбидов)
• другие

Есть еще несколько пластификаторов на основе изосорбидов и алкановых кислот из возобновляемых источников. Изосорбидные диэфиры являются нетоксичной альтернативой фталатам и обладают многообещающими свойствами для ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе, полученные из природных / возобновляемых источников, иногда легко допускаются для использования в контакте с пищевыми продуктами и в медицине. Пластификаторы этой категории могут быть легко включены в игрушки и продукты для прорезывания зубов для младенцев. Некоторые из них также нашли применение в изоляции и оболочке проводов, в бытовых и потребительских товарах, в напольных покрытиях, подложках для ковровых покрытий и других конечных применениях в строительстве.

Ниже приведены преимущества производных растительного масла — эпоксидов.

Производные растительного масла являются наиболее широко используемыми пластификаторами типа натуральных продуктов.Продукты, состоящие из сложных эфиров триглицеридов и ненасыщенных жирных кислот (например, соевого масла, льняного масла), в которых двойные связи в остатках жирных кислот обычно эпоксидированы, были коммерческими продуктами в течение десятилетий.

К недостаткам относятся:

• Низкая сольватирующая способность
• высокой вязкости и
• Плохие низкотемпературные свойства

Другие производные растительного масла (например, сложные моноэфиры, полученные из жирных кислот, полученных из растительного масла, или ацетилированные моноглицериды, полученные из растительных масел), могут иметь лучшую растворимость, совместимость и низкотемпературные свойства, но могут иметь высокую летучесть.Обратите внимание, что есть много видов производных растительных масел, которые используются в качестве пластификаторов.

Выбор пластификаторов и нормативные обновления

При выборе пластификатора общего назначения для ПВХ необходимо проверить следующие основные атрибуты:

1. Нормативный допуск — безопасен для использования и безопасен в использовании
2. Хорошая совместимость
3. Рентабельность
4. Устойчив к ультрафиолетовому излучению
5. Длительный срок службы и благоприятная для окружающей среды LCA
6. Термическая стабильность с высокой продолжительностью

Регулирование является важным фактором принятия решений при выборе пластификаторов

В последние годы было много дискуссий о фталатных пластификаторах.Но на самом деле не все фталаты запрещены.

Например, ни в США (федеральное законодательство и законодательство штатов), ни в ЕС использование всех фталатных пластификаторов специально не запрещено в любом продукте из пластифицированного ПВХ.

Мы уже обсудили недавний нормативный статус в отношении фталатных пластификаторов в изделиях для ухода за детьми … прочтите здесь

Существуют также федеральные правила (не законы) для пластификаторов, используемых в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами, и в медицинских устройствах:

Заявка 65 Калифорнии внесена в список

На уровне штата некоторые фталатные пластификаторы перечислены в Положении 65 Калифорнии. Этот список означает, что химическое вещество «известно в штате Калифорния как вызывающее рак, врожденные дефекты или нарушение репродуктивной функции». Он не запрещает использование перечисленных химических веществ или предметов, содержащих это химическое вещество, в штате Калифорния, а также не обязательно устанавливает требования к маркировке предметов, содержащих химические вещества, перечисленные в Предложении 65.

Если можно продемонстрировать, что гибкий ПВХ-продукт, содержащий (перечислено в Предложении 65) пластификатор ДЭГФ, например, не может подвергать потребителя воздействию ДЭГФ, превышающего максимально допустимый суточный предел (установленный штатом Калифорния), маркировка не требуется. В Калифорнии.

Пластификаторы в Европе

В ЕС существует более систематический подход к химическому регулированию. Согласно протоколу REACH для оценки химических веществ, используемых в торговле, определенные фталаты (включая DEHP, наиболее широко используемый пластификатор в мире) были фактически запрещены к производству, импорту и использованию в ЕС.Некоторые другие фталаты большого объема, включая DINP и DIDP, были полностью одобрены для использования во всех их текущих применениях.

Регуляторный статус пластификаторов
Источник: ExxonMobil
(Нажмите на изображение, чтобы увеличить)

Типы, использование, классификация, выбор и регулирование

TAGS : ПВХ, пластификаторы и экологичность

Пластификаторы — это относительно нелетучие органические вещества (в основном жидкости). Когда они включены в пластик или эластомер, они помогают улучшить полимер:

• Гибкость
• Расширяемость и,
• Технологичность

Пластификаторы увеличивают текучесть и термопластичность полимера за счет уменьшения вязкости полимерного расплава, температуры стеклования (Tg), температуры плавления (Tm) и модуля упругости готового продукта без изменения основных химических характеристик пластифицированного материала.

Использование пластификаторов

Пластификаторы — одни из наиболее широко используемых добавок в пластмассовой промышленности. Кроме того, они обычно дешевле других добавок, используемых при переработке полимеров.

Пластификаторы чаще всего используются в ПВХ, третьем по объему полимере после ПП и ПЭ. В свою очередь, ПВХ используется в широком ассортименте продукции. Примеры включают:

• Непластифицированный ПВХ (или жесткий ПВХ) используется в таких приложениях, как трубы, сайдинг и оконные профили.
• Пластифицированный ПВХ (или гибкий ПВХ) находит применение в автомобильной внутренней отделке, кабелях, пленках ПВХ, полах, кровлях и покрытиях стен и т. Д.

»Посетите раздел выбора полимерных добавок для всех марок пластификаторов!

Однако значительное количество пластификаторов также используется в полимерах, таких как акрил, ПЭТ, полиолефины, полиуретаны и т. Д. Пластификаторы также иногда используются в каучуках, но в этих случаях они используются в качестве наполнителей.

Продолжайте читать или щелкните конкретную тему, чтобы узнать больше о:

Методы пластификации

Существует два основных метода пластификации:

1. Внутренняя пластификация
   Полимер можно пластифицировать изнутри путем химической модификации полимера или мономера, чтобы повысить гибкость.Он включает сополимеризацию мономеров желаемого полимера (имеющего высокую Tg) и пластификатора (имеющего низкую Tg), так что пластификатор является неотъемлемой частью полимерной цепи. Наиболее широко применяемыми мономерами-пластификаторами для внутренних целей являются:
   • Винилацетат
   • Винилиденхлорид

   Но этот метод ограничен: каждый сополимер подходит только для определенных требований гибкости

   Кроме того, сложность реакции может привести к увеличению времени реакции и увеличению затрат.Внутренне пластифицированные материалы демонстрируют температурную зависимость и нестабильность размеров при высоких температурах.

2. Внешняя пластификация
   Это наиболее часто используемый метод пластификации, поскольку недорогие жидкие пластификаторы дают разработчикам рецептур свободу при разработке рецептур для ряда продуктов (от полужестких до очень гибких в зависимости от количества). Наиболее широко используемые внешние пластификаторы включают сложные эфиры, образующиеся в результате реакции кислот или ангидридов кислот со спиртами.Существует две основные группы внешних пластификаторов:
   • Первичный пластификатор увеличивает удлинение, мягкость и гибкость полимера. Они хорошо совместимы с полимерами и могут добавляться в больших количествах. Например: до 50% виниловых перчаток состоит из пластификаторов, которые делают ПВХ гибким и достаточно мягким для ношения.
   • Вторичный пластификатор — это тот, который обычно не может использоваться в качестве единственного пластификатора в пластифицированном полимере.Вторичные пластификаторы могут иметь ограниченную совместимость с полимером и / или высокую летучесть. Они могут содержать или не содержать функциональные группы, которые позволяют им сольватировать полимер при температурах обработки. Вторичные пластификаторы используются по-разному:
     • Снижение затрат
     • Снижение вязкости
     • Повышение платежеспособности
     • Увеличение смазывающей способности поверхности и
     • Улучшение свойств при низких температурах
   • Наполнители — это подмножество вторичных пластификаторов.Они обычно используются с первичными пластификаторами для снижения затрат на гибкий ПВХ общего назначения. В основном это недорогие масла, имеющие ограниченную совместимость с ПВХ. Их добавляют для снижения стоимости и в некоторых случаях для повышения огнестойкости. Примеры наполнителей включают нафтеновые углеводороды, алифатические углеводороды, хлорированные парафины , (огнестойкость) и другие.

Прочтите и узнайте больше о :

Обработка пластификаторами

Суспензионный ПВХ (S-PVC). Обычный метод производства ПВХ:

• ПВХ, полученный в виде частиц размером 50-200 микрон
• Снижение затрат на формулу гибкого ПВХ
• Полученные частицы ПВХ смешиваются с пластификаторами и могут быть экструдированы в гранулы, которые в дальнейшем используются для обработки посредством экструзии, каландрирования, литья под давлением…
• Перерабатывающее оборудование обычно очень дорогое

Добавление внешнего пластификатора в ПВХ-полимер увеличивает его гибкость.Добавление пластификатора в основном
включает пять отдельных этапов:

• Пластификатор, смешанный со смолой
• Пластификатор проникает в частицы смолы и набухает
• Полярные группы в смоле ПВХ освобождены друг от друга
• Полярные группы пластификатора взаимодействуют с полярными группами на цепи ПВХ
• Структура ПВХ восстанавливается После охлаждения с полным удержанием пластификатора

Потеря пластификатора \ Экссудация пластификатора

Несовместимость полимера и пластификатора может вызвать экссудацию.Существует несколько факторов, которые могут привести к миграции пластификатора с поверхности пластика (или внутрь или на подложку, к которой он плотно прилегает).
контакта), таких как изменение температуры, влажности, механическое напряжение, атмосферные воздействия и т. д.

Потеря пластификатора может привести к снижению гибкости, охрупчиванию и растрескиванию.

Классификация пластификаторов

Пластификаторы обычно классифицируют по химическому составу. Можно понять влияние элементов конструкции (напр.грамм. различных спиртов в гомологическом ряду фталатов, адипатов и т. д.) на свойства пластификаторов и их влияние на основные полимеры.

Различные пластификаторы влияют на разные физические и химические свойства материалов. Следовательно, вам нужен конкретный пластификатор, чтобы изменять свойства в определенном направлении в соответствии с требованиями.

Существует несколько общих химических семейств пластификаторов, которые используются для модификации полимеров. Среди них наиболее часто используются:

1. Сложные эфиры фталевой кислоты — Их получают этерификацией фталевого ангидрида или фталевой кислоты, полученной окислением ортоксилола или нафталина.Наиболее часто используемые фталатные пластификаторы включают:
   1. DEHP: Ортофталат с низким молекулярным весом. По-прежнему самый широко используемый в мире пластификатор для ПВХ
   2. DINP, DIDP: Высокомолекулярные ортофталаты

2. Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты — К ним относятся такие химические вещества, как глутараты, адипаты, азелаты и себекаты. Они сделаны из алифатических двухосновных кислот, таких как адипиновая кислота и спирты.
3. Бензоатные эфиры — представляют собой продукты этерификации бензойной кислоты и некоторых спиртов или диолов.
4. Тримеллитатные эфиры — Их получают путем этерификации тримеллитового ангидрида (ТМА) и, как правило, спиртов C8 — C10
5. Полиэфиры — Они образуются в результате реакции многих комбинаций дикарбоновых кислот и дифункциональных спиртов.
6. Цитраты — Это тетраэфиры, образующиеся в результате реакции одного моля лимонной кислоты с тремя молями спирта. Отдельная гидроксильная группа лимонной кислоты ацетилирована.
7. Пластификаторы на биологической основе — Они основаны на эпоксидированном соевом масле (ESBO), эпоксидированном льняном масле (ELO), касторовом масле, пальмовом масле, других растительных маслах, крахмале, сахаре и т. Д.
8. Прочее — Включает фосфаты, хлорированные парафины, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты и др.

При добавлении в полимер \ смолу эти пластификаторы обеспечивают следующие преимущества:

• Они делают продукт более мягким, улучшают гибкость
• Обработка становится возможной или проще
• Пластифицированные изделия плохо ломаются при низких температурах

Применение пластификаторов

Более 90% пластификаторов, используемых в термопластичных полимерах, используются в ПВХ.Рынок пластифицированного полимера и рынок пластифицированного ПВХ в значительной степени совпадают, хотя некоторые пластификаторы также используются в акриловых полимерах, полиуретанах, полистироле и даже полиолефинах.

Основное конечное использование:

Другие области применения гибкого ПВХ:

• Товары народного потребления — Одежда, обувь, упаковка
• Медицинские — Пакеты для крови, трубки для внутривенных вливаний, конструкции для сдерживания биологической опасности, другие медицинские устройства
• Non-PVC — Небольшие количества пластификаторов типа PVC используются в других полимерах, включая акрил, полиуретаны, полистирол

Большинство изделий из пластифицированного ПВХ — это товары длительного пользования, изделия с длительным сроком службы.Фталаты из-за их низкой летучести, низкой растворимости в воде, хорошей устойчивости к солнечному свету и экстремальным температурам, хорошей совместимости с полимером ПВХ и в целом хорошей устойчивости к биоразложению хорошо подходят для использования в таких продуктах. Примеры включают:

• Гибкие кровельные мембраны из ПВХ
• Геомембраны
• Изоляция проводов и кабелей

Фталатные пластификаторы очень трудно заменить в этих конечных областях применения. Аналогичным образом, из-за их относительно высокой сольватирующей способности для полимера ПВХ и относительно низкой вязкости было обнаружено, что пластификаторы на основе фталата легче перерабатываются в гибкие соединения ПВХ по сравнению, по меньшей мере, с некоторыми заменителями фталата.

Обратите внимание, однако, что почти половина из 7 миллионов тонн пластификатора, используемого ежегодно, составляет DEHP, и DEHP, пластификатор общего назначения, может быть заменен во многих продуктах.

Фталатные пластификаторы и действующие правила

Фталаты обычно получают этерификацией фталевого ангидрида, полученного окислением ортоксилола.

Фталаты кажутся практически бесцветными со слабым запахом. Они имеют ограниченную растворимость в воде, но смешиваются со многими органическими растворителями (минеральное масло и т. Д.).)

Преимущества и ограничения фталатных пластификаторов

Применение фталатных пластификаторов

1. 
   Стоимость: Фталаты, которые использовались в качестве пластификаторов ПВХ с первых дней создания гибкого ПВХ, являются недорогими и эффективными.Обвал цен на нефть, начавшийся в 2015 году, еще больше снизил цены на нефтепродукты, в том числе фталатные эфиры. На некоторые заменители фталата, особенно на продукты на основе биологических продуктов, в этот период времени наблюдалось повышение цен на сырье, что привело к увеличению уже существующей разницы в стоимости.
2. Производительность: Некоторые из (в настоящее время) наиболее широко используемых продуктов для замены фталата имеют ограничения по технологичности и долговечности.
3. Поставка: Мировой рынок пластификаторов достаточно велик , более 7 миллионов тонн в год.Производственных мощностей для производства таких объемов заменителей фталата пока недостаточно.
   1. В электротехнике и электронике ПВХ, пластифицированный фталатом, используется для изоляции проводов и кабелей.
   2. Фталатные пластификаторы широко используются в строительных материалах на основе винила, таких как полы и настенные покрытия, чтобы придать им гибкость и долговечность.

Положения о фталатных пластификаторах

2001-2006 — DINP и DIDP безопасны для использования в текущих приложениях — Отчет ECPI

Результаты оценки риска для DINP и DIDP, опубликованные в апреле 2006 года, показывают, что эти вещества несут в себе нет риск для здоровья человека или окружающей среды в любом из их текущих приложений.

2012 г. — Оценка рисков в Австралии подтверждает безопасность DIDP и DINP для игрушек. — Отчет NICNAS

. рассмотрены самые высокие уровни воздействия.

В частности, в отчете делается вывод: «Текущие оценки риска не указывают на угрозу для здоровья от воздействия DINP в игрушках и предметах ухода за детьми даже при самом высоком (разумно наихудшем) рассмотренном сценарии воздействия.”

В настоящее время в Австралии нет ограничений на использование DINP в игрушках и предметах ухода за детьми.

2013 — ЕС подтверждает безопасное использование DINP и DIDP во всех текущих потребительских приложениях. — Отчет ЕС

Европейская комиссия (ЕС) пересмотрела ограничения на пластификаторы DINP (диизононилфталат) и DIDP (диизодецилфталат). Комиссия пришла к выводу, что «не было выявлено неприемлемого риска для использования DINP и DIDP в изделиях, кроме игрушек и предметов ухода за детьми, которые можно класть в рот» .

Комиссия поэтому пришла к выводу, что существующие ограничения DINP и DIDP в отношении игрушек и предметов ухода за детьми, которые могут быть помещены в рот, должны быть сохранены.
Комиссия также пришла к выводу, что «в свете отсутствия каких-либо дополнительных рисков от использования DINP и DIDP, оценка потенциальных заменителей была менее уместной».

2014 — US CHAP снял запрет на DIDP, DNOP и запреты> 0,1% уровня DINP в товарах по уходу за детьми — Отчет CPSC

U.S. Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) учредила Консультативную группу по хроническим опасностям (CHAP) для изучения и анализа потенциальных побочных эффектов фталатов, используемых в детских игрушках и товарах по уходу за детьми, на здоровье детей в соответствии с разделом 108 Закона о повышении безопасности потребительских товаров. 2008:

• Три типа фталатов (DEHP, DBP, BBP) навсегда запрещены в любых количествах, превышающих 0,1%, в детских игрушках и некоторых предметах ухода за детьми.
• Три дополнительных типа фталатов (DINP, DIDP, DNOP) были временно запрещены в любом количестве, превышающем 0.1%.

CHAP представил свой отчет и рекомендовал следующие действия:

• Постоянный запрет на DBP, BBP и DEHP остался без изменений; Кроме того, DIBP, DPENP, DHEXP и DCHP на уровнях более 0,1% должны быть добавлены к существующему постоянно запрещенному списку
• Временный запрет на ДИНФ на уровне более 0,1% в отношении детских игрушек и предметов ухода за детьми должен стать постоянным
• Действующие запреты на ДНОП и ДИДП отменены
• Использование DIOP на временной основе до тех пор, пока не будет доступно достаточно данных, чтобы определить, необходимо ли постоянное ограничение
• В настоящее время никаких действий в отношении DMP, DEP и DPHP не предпринимается, но он побудил соответствующие агентства собрать «необходимые данные о воздействии и опасностях для оценки общего воздействия альтернативных фталатов и оценки потенциальных рисков для здоровья».”

В начале администрации Обамы также были предприняты усилия по дальнейшему регулированию фталатов в соответствии с принятым в 1976 году законом о контроле над токсичными веществами (см. TSCA sec 5b). Однако этого так и не было сделано.

2017 — Предложение Датского EPA по DINP

После четвертой повторной подачи за два года досье Датского EPA, предлагающее классификацию DINP в качестве репродуктивного агента, было принято ECHA, и общественные консультации были начаты в апреле 2017 года.Несмотря на обширное предварительное тестирование, нормативные оценки и опубликованные научные обзоры, научные данные не подтверждают это предложение по классификации.

2018 — ECHA RAC пришел к выводу, что DINP не требует классификации — ECHA News

Комитет по оценке рисков (RAC) ECHA пришел к выводу, что диизононилфталат (DINP) не требует классификации по репротоксическим эффектам в соответствии с Классификацией ЕС, маркировка и регулирование упаковки (CLP).

Компания RAC провела строгую оценку опасности в соответствии с правилами регламента CLP и пришла к выводу, что, учитывая отсутствие доказательств побочных эффектов, классификация не требуется. Среди предыдущих нормативных оценок оценка новых научных данных ECHA, одобренная Европейской комиссией в 2014 году, пришла к выводу, что DINP можно безопасно использовать во всех текущих приложениях . Все соответствующие данные включены в регистрационные досье DINP REACH, которые были обновлены в 2015 и 2016 годах.

Узнайте больше о фталатных пластификаторах в деталях:

DEHP — Диэтилгексилфталат

Ди-2-этилгексилфталат (DEHP, формула: C ₆ H ₄ (C ₈ H ₁₇ COO) ₂ ) представляет собой орто-фталат с низкой молекулярной массой, полученный этерификацией фталевого ангидрида с 2-этил-гексанол. Это нелетучая вязкая жидкость без цвета и запаха, растворимая в масле, но не в воде. Из-за низкой стоимости и в целом хороших характеристик DEHP широко используется в качестве пластификатора при производстве изделий из ПВХ.

Структура DEHP

Преимущества DEHP

• Он обеспечивает хорошее гелеобразование, удовлетворительные электрические свойства и помогает производить высокоэластичные соединения с приемлемой хладостойкостью.
• Он показывает довольно хорошую гибкость при низких температурах и некоторую устойчивость к высоким температурам.

Ограничения DEHP

• DEHP внесен в список МАИР как канцероген для человека
• ДЭГФ использовался как имитатор гормонов и токсин, связанный с развитием, в некоторых исследованиях
• В ЕС DEHP считается SVHC (вещество, вызывающее очень большую озабоченность) в соответствии с законодательством REACH и не может использоваться в большинстве продуктов
• Легко экстрагируется в неполярные растворители (масла и жиры в пищевых продуктах, упакованных в ПВХ).Поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разрешает использование упаковки, содержащей ДЭГФ, только для пищевых продуктов, которые преимущественно состоят из воды.

Приложения DEHP

• Промышленные изделия из ПВХ, сополимеров винилхлорида и винилацетата
• Медицинские устройства, такие как катетеры, трубки и т. Д.
• При разработке различных рецептур от стекловидных композиций до мягких и очень гибких материалов
• Использование сокращается из-за опасений по поводу его воздействия на здоровье человека, но ДЭГФ по-прежнему является наиболее широко используемым пластификатором в мире.

DEHP Замена

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат, являются наиболее популярными заменителями ДЭГФ. Они менее совместимы с ПВХ, но их низкая стоимость и долгая история использования коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими более 8 атомов углерода, имеют ограниченную совместимость с ПВХ. Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат менее 8 атомов углерода, имеют проблемы с летучестью.Узнайте о некоторых преимуществах и ограничениях эфира терефталата в таблице ниже.

Выбор

DEHP постепенно отменяется по техническим причинам, таким как потеря производительности с течением времени, регулирование и т. Д.Его постепенно заменяют DINP (и DIDP). Пластификаторы HMW особенно полезны для применений, требующих длительного срока службы или долговечности. Технологичность, производительность, доступность и экономичность сделали DINP фталатом «общего назначения», таким как DEHP или DIDP. Таким образом, DINP представляется альтернативой большинству применений DEHP.

DINP- диизононилфталат

Диизононилфталат (DINP, формула: C ₂₆ H ₄₂ O ₄ ) представляет собой орто-фталат с высоким молекулярным весом, полученный этерификацией фталевого ангидрида изонониловым спиртом в замкнутой системе.Это почти бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Он очень слабо растворим в воде, но растворим в спиртах, гексане и т. Д., При этом он смешивается и совместим со всеми мономерными пластификаторами, используемыми в составах ПВХ.

Структура DINP

Преимущества DINP

• Обеспечивает гибкость и долговечность виниловых изделий
• Хорошие характеристики как при низких, так и при высоких температурах
• Менее летучий, чем DEHP
• Хорошая платежеспособность обеспечивает хорошие характеристики переработки гибкого ПВХ

Приложения DINP

• Широко применяется как внутри, так и снаружи помещений.Поскольку он менее летуч, он эффективен в приложениях, где продукты подвергаются относительно высоким температурам и нуждаются в большей устойчивости к разрушению.
• DINP помогает изделиям из винила противостоять многим погодным условиям, делает их водонепроницаемыми и обеспечивает высокую теплоизоляцию и долговечность.
• DINP комбинируется с порошком ПВХ производителями напольных покрытий для производства мягких и гибких готовых изделий

DIDP — диизодецилфталат

Диизодецилфталат (DIDP, формула: C ₂₈ H ₄₆ O ₄ ) представляет собой ортофталат с высоким молекулярным весом. Это смесь соединений, полученных в результате этерификации фталевой кислоты и изомерных дециловых спиртов. Это прозрачная жидкость без цвета и запаха. Он растворим в большинстве органических растворителей, но не растворим в воде.

Структура ДИДП

Льготы DIDP

• Повышает гибкость пластикового / пластикового покрытия
• Более прочный (менее летучий, менее экстрагируемый водой), чем DINP
• Его хорошая термостойкость и электрическая изоляция делают его предпочтительным выбором для термостойких электрических шнуров, салонов автомобилей и полов из ПВХ.

Ограничения DIDP

• Разветвленная структура алкильной цепи DIDP делает его восприимчивым к окислению при более высоких температурах, что может привести к разложению ПВХ
• Он имеет более низкую пластифицирующую способность, чем ДОФ, и для достижения идеального пластифицирующего эффекта его необходимо использовать в более высоких концентрациях.

Приложения DIDP

• DIDP широко используется в составах проводов и кабелей, а также для производства внутренней отделки автомобилей
• Покрытия для мебели, кухонной посуды, фармацевтических таблеток, пищевых оберток и многих других предметов состоят из пластификаторов DIDP

DBP — Дибутилфталат

Дибутилфталат (DBP, формула: C ₁₆ H ₂₂ O ₄ ) получают из н-бутанола и изобутанола, соответственно, которые являются побочными продуктами при производстве 2-этилгексанола.По внешнему виду он от бесцветного до бледно-желтого.

Структура ДАД

Основные ограничения ДАД

• Низкая молекулярная масса делает их слишком летучими для большинства применений
• Было обнаружено, что герметики для окон из ПВХ, используемые в качестве сельскохозяйственных пленок, выделяют пары ДБФ, которые вредны для некоторых видов тепличных культур.

Приложения DBP

ДАД обычно
используется в смесях с другими пластификаторами в качестве усилителя растворимости в гибких ПВХ-компаундах, которые имеют низкую
требования к температуре обработки.

Пластификаторы терефталатные

Сложные эфиры терефталата, особенно ди-2-этилгексилтерефталат , являются наиболее популярными заменителями для DEHP . Их низкая стоимость и долгая история в качестве коммерческих пластификаторов являются их наиболее привлекательными особенностями.

В таблице ниже указаны некоторые преимущества терефталатных пластификаторов.

Диалкилтерефталаты с боковыми цепями, содержащими на более 8 атомов углерода , имеют ограниченную совместимость с ПВХ .

Диалкилтерефталаты, в которых боковые цепи содержат на менее 8 атомов углерода , имеют проблем с летучестью .

Другие фталатные пластификаторы

Обратите внимание, что изоалкилфталаты (например, DIOP, DIUP, DTDP) не имеют метильного ответвления на предпоследнем атоме углерода алкильной цепи. Для алкильных групп, содержащих 6 или более атомов углерода, префикс «изо» по соглашению просто означает «разветвленный».

См. Структуры в следующей таблице.

Альтернативные пластификаторы

Выбор заменителя фталата (если таковой имеется) обычно основывается на нескольких критериях. К ним относятся:

1. Стоимость
2. Ожидаемые условия воздействия на готовый продукт в течение срока его службы. К ним относятся совместимость, устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе, гибкость при низких температурах и т. Д.
3. Ограничения условий обработки, такие как низкие температуры обработки или высокие скорости обработки

Типы пластификаторов, которые можно использовать для решения этой проблемы:

• Стоимость — Насыщенные кольцами фталаты, DOTP, некоторые производные растительного масла (например,грамм. ESBO)
• Совместимость — Бензоаты / дибензоаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты, тримеллитаты
• Устойчивость к атмосферным воздействиям на открытом воздухе — Тримеллитаты, сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты (в зависимости от ожидаемого срока службы)
• Гибкость при низких температурах — Сложные эфиры алифатических двухосновных кислот, некоторые производные растительных масел (например, сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, сложные моноэфиры жирных кислот)
• Растворимость пластификатора — Бензоаты / дибензоаты, некоторые производные растительных масел (например,грамм. сложные эфиры ацетилированных моноглицеридов, моноэфиры жирных кислот), TXIB
• Огнестойкость — Эфиры фосфорной кислоты (только)
• Работа при высоких температурах — Тримеллитаты, некоторые производные растительного масла (например, см. Продукты Dow Ecolibrium)
• Низкая вязкость пластизола — Эфиры бензоата (не дибензоаты), TXIB, эфиры двухосновных алифатических кислот
• Устойчивость к экстракции растворителем — Полиэфиры
• Устойчивость к гидролизу — Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Подробная информация об альтернативных пластификаторах:

Пластификаторы адипата

В применениях ПВХ адипаты обладают улучшенными низкотемпературными свойствами по сравнению с фталатами аналогичных
длина алкильной цепи.

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство. Эти пластификаторы обычно классифицируются как полиэфиры, а не адипаты. Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

»Посмотреть все коммерчески доступные адипаты здесь

Преимущества адипатов

Ознакомьтесь с приведенной ниже таблицей, чтобы узнать о преимуществах полимерных пластификаторов.

Ограничения по использованию пластификаторов адипата

• Пластификаторы адипата более летучие, хуже плавятся и совместимы с ПВХ.
• Дороже по сравнению с некоторыми другими альтернативными пластификаторами.
• Обычно используется в смесях с высоким содержанием фталатов для обеспечения оптимальных пластифицирующих свойств.
• Обладают более высокой скоростью миграции.

Бензоатные пластификаторы

Бензоатные и дибензоатные эфиры являются пластификаторами для ПВХ с высокой степенью сольватации. Из-за их высокой летучести монобензоаты обычно используются только в качестве добавок, повышающих растворимость или снижающих вязкость, в гибком ПВХ.Дибензоатные пластификаторы ценятся в первую очередь за их высокую растворимость, но они защищают фталатный пластификатор низкотемпературными свойствами и характеристиками вязкости пластизоля. И бензоатные, и дибензоатные пластификаторы часто используются в смесях с другими пластификаторами.

Некоторые общие преимущества и ограничения бензоат / дибензоатных эфиров можно найти в таблице ниже.

Бензоатные пластификаторы Характеристики

• Бензоаты также действуют как технологические добавки
• Дисплей отличная устойчивость к пятнам
• Хорошая стойкость к извлечению масла
• Высокая сольватирующая способность и низкий молекулярный вес дают этим пластификаторам преимущества при переработке за счет снижения температуры обработки
• Некоторые обладают хорошей устойчивостью к УФ-излучению

Ограничения по использованию бензоатных пластификаторов

• Бензоаты по своей природе очень летучие
• Множество уникальных химикатов с разными характеристиками
• Дибензоаты обладают пониженной низкотемпературной гибкостью
• Дибензоаты могут давать плохие пластизольные свойства текучести

Применение пластификаторов бензоата

• Бензоаты обладают оптимальными характеристиками в ПВХ и других термопластичных полимерах
• Во многих областях применения бензоаты используются в составе смеси пластификаторов, чтобы уменьшить проблемы, возникающие при переработке.
• Бензоаты (особенно дибензоаты) используются в некоторых гибких полах из ПВХ (эластичные полы).

Пластификаторы тримеллитатные

Тримеллитовый ангидрид (ТМА) представляет собой трикарбоновую кислоту, аналогичную структуре фталевого ангидрида или кислоты.

Сложные эфиры тримеллитата используются в первую очередь из-за их низкой летучести и высокой стойкости. Коммерческий тримеллитный ангидрид (исходный материал для производства тримеллитата) обычно содержит очень небольшое количество фталевого ангидрида, поэтому, строго говоря, тримеллитные пластификаторы часто не являются «альтернативой фталату».

В таблице ниже указаны некоторые преимущества этих пластификаторов.

Преимущества и ограничения тримеллитатных пластификаторов

Пластификаторы тримеллитат имеют более низкую летучесть, лучшую устойчивость к извлечению и хорошую технологичность по сравнению с фталатами.

Тримеллитаты нельзя отнести к пластификаторам, не содержащим фталатов, поскольку в них были обнаружены следы фталатов.

Применение тримеллитатов

Тримеллитаты используются в составах ПВХ , таких как изоляция проводов, выдерживающая высокие температуры, прокладки и некоторые детали для салонов автомобилей.

Цитратные пластификаторы

Сложные эфиры цитрата используются во многих игрушках из ф-ПВХ. Их ценят, потому что они являются «натуральными» продуктами, которые могут иметь высокое содержание биологических веществ (в зависимости от того, как они сделаны) и обладают низкой токсичностью.Некоторые типичные свойства цитратов указаны в таблице ниже.

Цитратные пластификаторы Преимущества

• Эфиры / цитраты лимонной кислоты имеют некоторые прямые зазоры для пищевых добавок, а также непрямые зазоры в ПВХ
  Они обеспечивают хорошую производительность и отличную гибкость при низких температурах.
• Обеспечивает хорошую тепло- и светостойкость
• Они могут быть частично на биологической основе
• Сложные эфиры лимонной кислоты нетоксичны и одобрены FDA для использования в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами

Основные ограничения

• Цитратные пластификаторы очень летучие, и значительная их часть теряется из-за этого свойства
• Цитраты не обладают стойкостью и поэтому не используются в упругих устройствах, таких как кабели, полы или кровля
• Увеличивает запотевание при нанесении пленки

Применение цитратных пластификаторов

• Цитраты / сложные эфиры лимонной кислоты используются для пластификации виниловых смол в игрушках, медицинских устройствах и пустышках для младенцев
• Будучи одобренными FDA, цитраты находят применение в пленках для упаковки пищевых продуктов
• Они также используются в фармацевтических препаратах
• Цитраты совместимы с такими полимерами, как ПВХ, ПВС, ПВБ, полипропилен
• Сложные эфиры лимонной кислоты также используются в качестве ингибиторов пенообразования

Пластификаторы прочие

Фосфаты

Пластификаторы на основе эфиров фосфорной кислоты используются в основном для придания огнестойкости ф-ПВХ.Некоторые фосфатные пластификаторы также используются для улучшения устойчивости ПВХ-компаундов к ультрафиолетовому излучению (атмосферостойкость на открытом воздухе). Обычно они не используются в качестве первичных пластификаторов для ПВХ.

Триарил и алкилдиарилфосфаты являются наиболее важной категорией огнестойких фосфатных пластификаторов, используемых с ПВХ, особенно для обеспечения огнестойкости и / или низкого образования дыма.Фосфаты являются первичными пластификаторами для ПВХ и могут использоваться в качестве единственных пластификаторов или в составе оптимизированной по стоимости смеси.

Триарилфосфаты обладают отличной огнестойкостью и низкой летучестью; однако они обладают меньшей гибкостью при низких температурах. Сложные эфиры алкилдиарилфосфата обладают хорошей низкотемпературной гибкостью, но более летучие и обладают более низкой огнестойкостью, чем триариловые эфиры. Обычно ограничиваются применениями, требующими улучшенных характеристик пламени и дыма, некоторые фосфаты были одобрены в правилах для пищевых продуктов и медицинских устройств.

Парафины хлорированные

Хлорированные парафины получают хлорированием углеводородов и состоят на 30-70% из хлора. Они обладают низкой летучестью и действуют как антипирены из-за присутствия хлора.

Хлорированные парафины обладают высокой химической стабильностью и влагостойкостью, но термически нестабильны, что ограничивает их применение при температурах обработки в пределах 175 ° C. Следовательно, для более высоких температур обработки требуется добавление других стабилизаторов.Известно, что чем выше содержание хлора, тем слабее пластифицирующий эффект хлорированных парафинов для ПВХ.

Варианты насыщенных колец сложных эфиров фталата (например, DINCH)

Пластификаторы, такие как DINCH (диизонониловый эфир циклогексан-1,2-диокислоты), ценятся как фталатные аналоги без (доказанных) вредных воздействий на здоровье человека. Они обладают относительно низкой сольватирующей способностью для ПВХ, а совместимость с ПВХ является защитной по сравнению с их фталатными аналогами. Диалкилфталаты с более высоким молекулярным весом становятся все более несовместимыми с ПВХ.

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты

Сложные эфиры алкилсульфоновой кислоты ценятся за их химическую стойкость, особенно стойкость к гидролизу.Они продвигаются как пластификаторы общего назначения. Производителей этой продукции относительно немного.

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты

Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты используются в первую очередь из-за хороших низкотемпературных свойств, которые они придают гибким ПВХ-соединениям.Они являются очень эффективными пластификаторами, а многие из них — эффективными депрессантами вязкости пластизоля. Некоторые могут содержать биологические материалы. Недостатками являются их относительно плохая совместимость с ПВХ и относительно низкая сольватирующая способность.

Эфиры полиолкарбоновой кислоты

Полимерные пластификаторы

Полимерные пластификаторы (обычно изготовленные из двухосновных алифатических кислот, таких как адипиновая кислота и диолы) ценятся прежде всего за их постоянство.Многие из них обладают низкой растворимостью в отношении ПВХ и высокой вязкостью, что может затруднить переработку соединений ф-ПВХ. Многие из них обладают плохими низкотемпературными свойствами и могут быть чувствительны к влаге.

Эпоксидные смолы

С химической точки зрения эпоксидные пластификаторы представляют собой сложные эфиры, которые содержат одну или несколько эпоксидированных двойных связей.Примеры включают эпоксидированное соевое масло (ESBO) и эпоксидированное льняное масло (ELO) . Окисление олефиновой двойной связи до оксирановой структуры приводит к образованию эпоксидных групп. Наличие эпоксидной группы помогает этим пластификаторам улучшать термостойкость производимых изделий из ПВХ. При более высоких концентрациях эпоксидные пластификаторы иногда несовместимы с ПВХ.

Прочие алифатические эфиры двухосновных кислот

В этой категории наиболее часто применяемыми пластификаторами являются ди-2-этилгексилсебацинат (DOS), ди-2-этилгексилазелат (DOZ) и диизодецилсебацинат (DIDS).По сравнению с адипатами эти пластификаторы обладают превосходными низкотемпературными характеристиками, и их использование ограничено применениями, требующими чрезвычайно низкой температурной гибкости. Как и адипаты, они имеют ограниченную совместимость с ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе

В рамках перехода на экологически чистые ингредиенты пластификаторов на биологической основе продолжают приобретать все большее значение. Будучи основанными на биологических веществах, они предлагают двойное преимущество: они являются альтернативой фталату, а также снижают нашу зависимость от сырья на основе ископаемого топлива.Обычное сырье для этого класса пластификаторов упоминается ниже.

Как следует из названия, пластификаторы на биологической основе в основном основаны на:

• Эпоксидированное соевое масло (ESBO)
• Масло льняное эпоксидированное (ELO)
• Касторовое масло
• Пальмовое масло
• Масла растительные прочие
• Крахмалы
• Сахара (включая сложные эфиры изосорбидов)
• другие

Есть еще несколько пластификаторов на основе изосорбидов и алкановых кислот из возобновляемых источников. Изосорбидные диэфиры являются нетоксичной альтернативой фталатам и обладают многообещающими свойствами для ПВХ.

Пластификаторы на биологической основе, полученные из природных / возобновляемых источников, иногда легко допускаются для использования в контакте с пищевыми продуктами и в медицине. Пластификаторы этой категории могут быть легко включены в игрушки и продукты для прорезывания зубов для младенцев. Некоторые из них также нашли применение в изоляции и оболочке проводов, в бытовых и потребительских товарах, в напольных покрытиях, подложках для ковровых покрытий и других конечных применениях в строительстве.

Ниже приведены преимущества производных растительного масла — эпоксидов.

Производные растительного масла являются наиболее широко используемыми пластификаторами типа натуральных продуктов.Продукты, состоящие из сложных эфиров триглицеридов и ненасыщенных жирных кислот (например, соевого масла, льняного масла), в которых двойные связи в остатках жирных кислот обычно эпоксидированы, были коммерческими продуктами в течение десятилетий.

К недостаткам относятся:

• Низкая сольватирующая способность
• высокой вязкости и
• Плохие низкотемпературные свойства

Другие производные растительного масла (например, сложные моноэфиры, полученные из жирных кислот, полученных из растительного масла, или ацетилированные моноглицериды, полученные из растительных масел), могут иметь лучшую растворимость, совместимость и низкотемпературные свойства, но могут иметь высокую летучесть.Обратите внимание, что есть много видов производных растительных масел, которые используются в качестве пластификаторов.

Выбор пластификаторов и нормативные обновления

При выборе пластификатора общего назначения для ПВХ необходимо проверить следующие основные атрибуты:

1. Нормативный допуск — безопасен для использования и безопасен в использовании
2. Хорошая совместимость
3. Рентабельность
4. Устойчив к ультрафиолетовому излучению
5. Длительный срок службы и благоприятная для окружающей среды LCA
6. Термическая стабильность с высокой продолжительностью

Регулирование является важным фактором принятия решений при выборе пластификаторов

В последние годы было много дискуссий о фталатных пластификаторах.Но на самом деле не все фталаты запрещены.

Например, ни в США (федеральное законодательство и законодательство штатов), ни в ЕС использование всех фталатных пластификаторов специально не запрещено в любом продукте из пластифицированного ПВХ.

Мы уже обсудили недавний нормативный статус в отношении фталатных пластификаторов в изделиях для ухода за детьми … прочтите здесь

Существуют также федеральные правила (не законы) для пластификаторов, используемых в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами, и в медицинских устройствах:

Заявка 65 Калифорнии внесена в список

На уровне штата некоторые фталатные пластификаторы перечислены в Положении 65 Калифорнии. Этот список означает, что химическое вещество «известно в штате Калифорния как вызывающее рак, врожденные дефекты или нарушение репродуктивной функции». Он не запрещает использование перечисленных химических веществ или предметов, содержащих это химическое вещество, в штате Калифорния, а также не обязательно устанавливает требования к маркировке предметов, содержащих химические вещества, перечисленные в Предложении 65.

Если можно продемонстрировать, что гибкий ПВХ-продукт, содержащий (перечислено в Предложении 65) пластификатор ДЭГФ, например, не может подвергать потребителя воздействию ДЭГФ, превышающего максимально допустимый суточный предел (установленный штатом Калифорния), маркировка не требуется. В Калифорнии.

Пластификаторы в Европе

В ЕС существует более систематический подход к химическому регулированию. Согласно протоколу REACH для оценки химических веществ, используемых в торговле, определенные фталаты (включая DEHP, наиболее широко используемый пластификатор в мире) были фактически запрещены к производству, импорту и использованию в ЕС.Некоторые другие фталаты большого объема, включая DINP и DIDP, были полностью одобрены для использования во всех их текущих применениях.

Регуляторный статус пластификаторов
Источник: ExxonMobil
(Нажмите на изображение, чтобы увеличить)

: Журнал ChemViews :: ChemistryViews

Доктор Стефан Контент — руководитель сектора Европейского совета пластификаторов и промежуточных продуктов (ECPI), общеевропейской торговой ассоциации, которая представляет интересы нескольких химических компаний и поддерживает безопасное, устойчивое и экологически ответственное использование пластификаторы.Он беседует с доктором Верой Кестер для журнала ChemViews Magazine о тенденциях в промышленности и потреблении.

Что такое пластификаторы и в чем их преимущества?

Пластификаторы — это сложные эфиры без цвета и запаха, в основном фталаты, которые повышают эластичность материала (например, поливинилхлорида (ПВХ)).

Пластификаторы смягчают ПВХ, делая его гибким и гибким. Это открывает огромный спектр возможностей для новых приложений. Одним из основных преимуществ пластификаторов является долговечность, которую они придают изделиям из ПВХ, которые могут гарантировать высокие характеристики на срок до 50 лет.Без пластификаторов ПВХ может быть только жестким, как ПВХ, используемый в канализационных трубах.

В каких типах продуктов используются пластификаторы?

Около 90% всех пластификаторов используется в производстве гибкого поливинилхлорида (ПВХ), также известного как винил. Основные области применения гибкого ПВХ включают напольные и настенные покрытия, кровельные мембраны, изоляцию электрических кабелей и проводов, автомобильную промышленность, медицинские устройства, изделия из синтетической кожи и т. Д.Некоторые пластификаторы также могут использоваться в резиновых изделиях, красках, типографских красках, клеях и герметиках для профессионального использования. Использование пластификаторов во всех сферах применения строго регламентировано.

Из чего они сделаны?

Пластификаторы получают реакцией спирта с кислотой, такой как адипиновая кислота, фталевый ангидрид и т. Д. Выбор спирта и кислоты будет определять тип получаемого сложного эфира и, следовательно, вид пластификатора.Комбинации практически бесконечны, но лишь очень ограниченное их количество выдержало строгие требования к производительности, стоимости, доступности, охране здоровья и окружающей среде, которые предъявляются рынком, в том числе пользователями и нормативными актами.

Каковы основные проблемы безопасности, здоровья и окружающей среды, связанные с пластификаторами?

Пластификаторы являются одними из самых изученных химических веществ. В Европе безопасное использование пластификаторов обеспечивается Регистрацией, оценкой, авторизацией и ограничением химических веществ (REACH), наиболее полными правилами безопасности продукции в мире.

В последние годы было проведено множество исследований для оценки воздействия пластификаторов на человека и окружающую среду, миграции фталатов, их присутствия в воздухе и пыли внутри помещений и т. Д. Эффекты эндокринного нарушения, означающие, что вещество может взаимодействовать с гормональной системой млекопитающих, на сегодняшний день тщательно изучены. Было обнаружено, что только четыре низких ортофталата — ди (2-этилгексил) фталат (DEHP), дибутилфталат (DBP), диизобутилфталат (DIBP) и н-бутилбензилфталат (BBP) — имеют какие-либо неблагоприятные эндокринные эффекты в исследования на лабораторных животных с определенными пороговыми значениями.Авторизация рекомендована для DEHP и DBP на основе адекватного контроля; Запрос на авторизацию для DIBP и BBP не поступал, и с февраля 2015 года эти вещества нельзя будет продолжать использовать в Европе для приложений, связанных с REACH.

В конце 2014 года комитет государств-членов Европейского химического агентства (ECHA) пришел к выводу, что ДЭГФ является эндокринным разрушителем эквивалентного уровня обеспокоенности его экологическими свойствами. Наука о ДЭГФ не поддерживает такой вывод, поскольку масса доказательств показывает, что ДЭГФ не вызывает неблагоприятных эндокринных эффектов у рыб и других водных организмов.

Все другие пластификаторы не были классифицированы на предмет каких-либо неблагоприятных воздействий на здоровье и не вызывают побочных эффектов посредством эндокринного механизма. Следовательно, они не являются эндокринными разрушителями. Это было подтверждено ECHA после четырехлетней переоценки данных об опасности и воздействии для двух наиболее широко используемых пластификаторов, диизононилфталата (DINP) и диизодецилфталата (DIDP), включая обширные репродуктивные и эндокринные данные.

Было много разговоров о пластмассах, выщелачивающих пластификаторы.Вы можете что-нибудь сказать по этому поводу?

К сожалению, существует много неправильных представлений о пластификаторах — например, о «выщелачивании» фталатов и «легко диспергировании / выделении газов» из продуктов из ПВХ. На самом деле это маловероятно, если не используются очень абразивные моющие средства или растворители или если предметы не подвергаются экстремальным условиям в течение исключительно длительного времени. Пластификаторы нелегко мигрируют или выщелачиваются в окружающую среду из предметов, потому что они физически связаны в матрице ПВХ.Если бы они могли легко мигрировать, гибкий ПВХ не оставался бы гибким и не работал бы так, как задумано.

Другие заблуждения связаны с воздухом и пылью в помещении; При этом очень важно подчеркнуть, что присутствие гибких частиц ПВХ в домашней пыли не представляет опасности для здоровья человека. Недавние научные исследования фактически пришли к выводу, что бытовая пыль не коррелирует с уровнями воздействия фталатов на человека и не является индикатором качества воздуха в помещении.

Что можно сделать для повышения безопасности продуктов?

В Европе Европейская комиссия, ECHA и государства-члены ЕС провели десятилетние всесторонние научные оценки пластификаторов в соответствии с Регламентом ЕС по оценке рисков. Более того, промышленность пластификаторов стремится к безопасному и устойчивому использованию пластификаторов и гибких ПВХ-материалов. Огромные инвестиции вкладываются в сектор исследований и разработок, чтобы улучшить характеристики пластификаторов и произвести новые вещества, которые могут наилучшим образом отражать потребности рынка, при этом соблюдая все критерии безопасности, требуемые REACH.

Безопасность продукта связана не только с самим продуктом, но также зависит от того, как продукт используется в конкретных областях применения. Вот почему использование пластификаторов строго регулируется, а европейское законодательство четко определяет конкретное использование веществ во всех областях, от медицинских устройств до косметики, от строительных изделий до игрушек.

Следовательно, для повышения безопасности пластификаторов необходима четкая и последовательная нормативно-правовая база, которая позволяет отраслям инвестировать, исследовать, внедрять инновации и расти.

Что такое Европейский совет пластификаторов и промежуточных продуктов (ECPI) и каковы его цели?

ECPI — это брюссельская ассоциация, представляющая семь компаний, производящих пластификаторы и спирты в Европе. Наши члены на самом деле представляют более 80% европейских производственных мощностей по производству пластификаторов. ECPI — это голос европейской индустрии пластификаторов и авторитет для заинтересованных сторон в Европе и во всем мире, от регулирующих органов до цепочки создания стоимости ПВХ.

Наша миссия — активно пропагандировать и информировать о преимуществах всех пластификаторов и их применений, предоставляя научные и технические знания европейским и национальным властям.

Как вы поддерживаете безопасное, устойчивое и экологически ответственное использование пластификаторов?

ECPI является одним из основателей VinylPlus, программы устойчивого развития европейской индустрии ПВХ. VinylPlus — это добровольная инициатива, начатая в 2000 году и направленная на улучшение способов производства ПВХ в ряде ключевых областей.Например, VinylPlus планирует перерабатывать 800 000 тонн ПВХ в год к 2020 году. Только в 2013 году — и после значительного роста с 2010 года — было переработано 444 468 тонн. Представители ECPI являются членами ряда рабочих групп VinylPlus, которые занимаются различными темами, от эффективных коммуникаций до устойчивого использования добавок.

Насколько большое влияние, по вашему мнению, оказывает ваша работа?

ECPI постоянно снабжает и получает информацию от всей цепочки создания стоимости и от других заинтересованных сторон, включая СМИ, регулирующие органы, ученых и конечных потребителей.Журналисты были особенно признательны, когда представители отрасли были готовы поговорить и проактивно предоставить ценную информацию для их работы. Мы организуем встречи, такие как ежегодная конференция по пластификаторам, проводимая в Брюсселе, которая собирает десятки компаний и экспертов для обсуждения последних научных и нормативных разработок в нашем секторе. Наш недавно обновленный веб-сайт plasticisers.org предоставляет огромное количество технической и нетехнической информации. Мы также активны в Твиттере (@ECPlasticisers) и рассылаем ежеквартальный информационный бюллетень.

В прошлом году ECPI опросил 46 представителей европейских и национальных регулирующих органов, производителей товаров и владельцев торговых марок, производителей ПВХ и торговых ассоциаций, журналистов и неправительственных организаций. Наши выводы показывают, что наши заинтересованные стороны относительно знакомы с отраслью пластификаторов в Европе и работой ECPI. У них в целом положительное впечатление о нашей важности, в том числе благодаря постоянному сотрудничеству между отраслью и другими заинтересованными группами.

В целом, мы полагаем, что наши собеседники стали лучше осведомлены о нашей работе и наших основных посланиях.Они приветствуют вклад ECPI и принимают его во внимание, что очень приятно.

Считаете ли вы, что в ближайшие несколько лет произойдут какие-либо существенные изменения в индустрии пластификаторов?

Как ECPI, мы уделяем пристальное внимание научным, промышленным и потребительским тенденциям. Европейская промышленность пластификаторов постоянно адаптируется к постоянно меняющимся требованиям законодательства и потребительскому спросу. Данные за последние 15 лет показывают, что использование некоторых ортофталатов, таких как DINP, DIDP и DPHP, значительно увеличилось, тогда как потребление классифицированных ортофталатов снизилось.Параллельно мы видим, что использование пластификаторов, таких как диизононилциклогексан-1,2-дикарбоксилат (DINCH) и диоктилтерефталат (DOTP), также увеличилось, что отражает нашу приверженность отрасли к разработке новых и безопасных продуктов посредством важных инвестиций в исследования и инновации.

Нормативные изменения, конечно же, сильно повлияли на нашу отрасль. Глядя на текущую тенденцию, в Европе мы увидели значительное снижение потребления низкофталатного ДЭГФ после его включения в список кандидатов REACH.

Каковы ваши видения на будущее?

Мы должны продолжать работать вместе с регулирующими органами, средствами массовой информации, промышленными предприятиями и ассоциациями, чтобы пластификаторы сохраняли ключевую роль в современном обществе. ECPI будет продолжать пропагандировать преимущества пластификаторов и мягкого ПВХ, повышая осведомленность об их безопасности и экологичности. Мы надеемся, что в будущем больше компаний объединят свои усилия в рамках ECPI, чтобы усилить нашу пропагандистскую деятельность и информационный охват.

Ваша работа в основном влияет на Европу?

Ключевые действия, выполняемые ECPI, связаны с европейским регуляторным контекстом.Таким образом, непосредственное воздействие ECPI в основном касается окружающей среды Европы.

Тем не менее, ECPI регулярно контактирует с такими ассоциациями, как Американский химический совет (ACC) или Японская ассоциация индустрии пластмасс (JPIA). Эта сеть позволяет обмениваться обновленной информацией о нормативном статусе пластификаторов, передовых методах и научных открытиях.

Что вам больше всего нравится в вашей работе?

Что меня восхищает, так это возможность внести научный вклад в важные регулирующие решения, которые могут значительно повлиять на ситуацию на рынке пластификаторов в Европе и, следовательно, на рабочие места и благосостояние европейских граждан.

Наша ассоциация также проводит ряд исследовательских проектов с очень уважаемыми университетами и институтами, чтобы расширить знания о пластификаторах и их возможных эффектах, а также предоставить потребителям высокоэффективные и безопасные продукты.

Еще один интересный аспект — увидеть, насколько пластификаторы близки людям в их повседневной жизни и как эти вещества могут улучшить их образ жизни с бесчисленными преимуществами для их здоровья и окружающей среды. Давайте просто подумаем, например, о медицинских приложениях или об инновационных и экологически безопасных зданиях и сооружениях.Вот почему неверные представления, которые иногда возникают в средствах массовой информации или в результате неточных исследований, должны быть устранены ECPI путем предоставления научных данных и надежной информации о пластификаторах и их безопасном использовании.

Спасибо за интервью.

Избранные публикации

Для научных исследований о пластификаторах: Новости о пластификаторах.org; в большинстве статей обсуждаются научные статьи и последние исследования пластификаторов.

[1] От молекулярной люминесценции к обработке информации (редакторы: C. D. Geddes и J. R. Lakowicz), S. Content, A. P. de Silva, D. T. Farell, Rev. Fluoresc. 2004 , 1 , 41.

[2] Интеграция пористых кремниевых чипов в электронный искусственный нос, S. Létant, S. Content, TT Tan, F. Zenhausern, MJ Sailor, Sens. Actuators, B 2000 , 69 , 193– 198.

[3] Обнаружение паров нитробензола, ДНТ и ТНТ тушением фотолюминесценции пористого кремния, S. Content, W. Trogler, M. J. Sailor, Chem. Евро. J. 2000 , 6 , 2205.

[4] Ru-меченные олигонуклеотиды для фотоиндуцированных реакций на целевые гуанины ДНК, I. Ortmans, S. Content, N. Boutonnet, A. Kirsch-De Mesmaeker, W. Bannwarth, JF Constant, E. Defrancq, J. Lhomme, Chem. Евро. J. 1999 , 5 , 2712–2721.

[5] Олигонуклеотиды, дериватизированные люминесцентными и фотореактивными комплексами Ru (II): модели для переноса фотоэлектронов и фотосшивания, JF Constant, E. Defrancq, J. Lhomme, N. Boutonnet, S. Content, I. Ortmans, A. Kirsch- DeMesmaeker, Nucleosides Nucleotides 2006 , 18 , 1319–1320.

[6] Новый металлический комплекс в качестве фотореагента для оснований ДНК гуанинов: трис-тетраазафенантрен осмия (II), S. Content, A. Kirsch-De Mesmaeker, J.Chem. Soc. Faraday Trans. 1997 , 93 , 1089–1094.

Пластмассовые добавки: Завершено расширение нефталатного пластификатора на EAS

Добавка Eastman, нефталатный пластификатор Eastman 168, производится в штаб-квартире компании в Кингспорте, штат Теннесси. Для переработчиков добавка является заменой некоторых из наиболее широко используемых ортофталатных пластификаторов. К ним относятся некоторые из наиболее широко используемых пластификаторов, такие как DEHP, DINP, DIDP, DNOP, DBP и BBP.Материал Eastman доступен уже более 30 лет, поэтому он имеет значительный послужной список в потребительских товарах и других областях применения. Истман не стал комментировать общую мощность, но сказал, что недавнее расширение увеличило ее примерно на 10%.

Стив Каллен, бизнес-менеджер по стратегии пластификаторов в Eastman, прокомментировал: «Мы наблюдаем стремительно растущий спрос на нефталатный пластификатор Eastman 168 в игрушках, товарах для ухода за детьми, медицинских устройствах и в широком спектре других потребительских приложений по всему миру, что привело к нам, чтобы увеличить наши производственные мощности.«В прошлом году Eastman приобрела Genovique Specialties Corp. (Роземонт, Иллинойс), производителя специальных пластификаторов, бензойной кислоты и бензоата натрия. Компания обладала опытом производства нефталатных пластификаторов на основе бензойной кислоты для клеев на водной основе.

Тем временем официальные лица поставщика химической продукции Oxea (Оберхаузен, Германия) объявили, что они увеличат свои мощности по выпуску специальных эфиров в этом и следующем году, чтобы удовлетворить растущий спрос. Мощность существующей установки по производству эфира в Оберхаузене будет увеличена на 40%, начиная со второй половины этого года.Кроме того, Oxea намеревается построить новое подразделение в Оберхаузене, которое будет запущено во второй половине 2012 года. Такое увеличение производственных мощностей предназначено для поддержки «растущего перехода рынка на пластификаторы без фталатов и для поддержки устойчивого роста спроса со стороны существующих клиентов», — говорится в сообщении. Oxea. Oxea также поставляет пластификаторы на основе фталата.

Пластификаторы в полимерах

Как бы мы ни любили полимеры и все удивительные вещи, для которых вы можете их использовать, мы должны признать, что многие полимеры вообще не были бы замечательными без добавления пластификаторов.

Эти обычные добавки придают жизненно важную гибкость многочисленным изделиям из пластмасс и полимеров. Из-за пластификаторов шланг на вашей сушилке изгибается, не ломаясь (чтобы вы могли втиснуть его в это крошечное пространство в дамской комнате на нижнем этаже), и почему аромат внутри новой машины полностью отличается от аромата внутри этого 10-летнего взбивателя. твой студент из колледжа разъезжает.

Пластификаторы выполняют свою работу, действуя как своего рода «смазка» между сегментами полимерных цепей.Без пластификатора эти цепочки молекул сидели бы друг на друге так же жестко, как сырые спагетти в коробке. Добавьте только подходящий пластификатор, и цепи смогут двигаться свободно, как приготовленная паста, покрытая оливковым маслом.

Пластификаторы используются во многих различных материалах — ПВХ, резине, пластмассах и т. Д. Фактически, открытие пластификаторов сделало возможной полимерную промышленность. Без пластификатора большинство полимеров были бы слишком хрупкими и жесткими, чтобы их можно было использовать.Если бы не существовало пластификаторов, многие из повседневных вещей, на которые вы полагаетесь — от резиновой подошвы рабочей обуви до гибкой расчески, которую вы носите в сумочке, — были бы просто невозможны. Практически к любому предмету из пластика или полимера, о котором вы только можете подумать, добавлен пластификатор, а зачастую и несколько.

В качестве пластификаторов сейчас используется больше химикатов, чем мы собираемся сосчитать, но мы можем разбить основные группы пластификаторов.

• Фталаты используются в кабелях, пленках, покрытиях, клеях и некоторых пластиках из ПВХ, которым необходима гибкость.
• Дикарбонаты также используются в ПВХ, когда необходимо работать при низких температурах.
• Фосфаты придают огнестойкость.
• Эфиры жирных кислот придают эластичность резине и винилу.

Конечно, пластификатор, который производитель использует в полимере, действительно зависит от ряда факторов, в том числе от того, для чего будет использоваться материал, желаемых физических характеристик, необходимых характеристик и совместимости пластификатора с другими соединениями в полимере.

Вы можете себе представить, что проблемы с пластификатором могут полностью испортить продукт, и более одного клиента приходили к нам с полимером или пластиком, который просто не двигался и не работал должным образом. Когда материал оказывается негибким или дефектным иным образом, что влияет на его характеристики, мы знаем, что нужно обратить внимание на пластификатор. Также есть опасения по поводу безопасности некоторых пластификаторов, таких как бисфенол А (BPA), который может отрицательно сказаться на здоровье детей.

Возможность проводить испытания пластификатора является ключевым компонентом наших услуг по тестированию потребительских товаров.Испытания на охрупчивание — это один из способов определить, не выщелочился ли пластификатор из полимера, что привело к неожиданному и нежелательному поведению материала. Выщелачивание — одна из самых распространенных проблем при работе с пластификаторами. Когда пластификатор выщелачивается из полимера, материал может стать жестким и ломким, и может произойти загрязнение продукта выщелоченным материалом, что не очень хорошо. Фактически, единственное, что мы можем сказать о выщелачивании пластификатора, — это то, что именно он создает запах новой машины!

Новое определение пластификаторов в чернилах и покрытиях

Опубликовано: 31 июля 2002 г., автор: Dr.Ричард М. Подхайны, доктор философии Содействующий редактор

Словарь определяет пластификаторы как «любые из различных веществ, добавляемых к пластмассам или другим материалам, чтобы они оставались мягкими или пластичными».

В целях обсуждения чернил и покрытий я изменю это определение следующим образом: «Пластификаторы — это химические вещества, которые могут смягчать связующие, используемые в чернилах и покрытиях, улучшая их гибкость».

Большинство пластификаторов представляют собой высококипящие жидкости, которые частично «растворяют» полимерный каркас некоторых связующих.Эти пластификаторы эффективно снижают точку размягчения (Tg) краски или связующего для покрытия.

Большинство пластифицирующих добавок, используемых в чернилах и покрытиях, относятся к химическому классу сложных эфиров. Сложные эфиры получают в результате реакции карбоновых кислот и избранных спиртов. К ним относятся фталаты, стеараты, цитраты и множество других сложных эфиров. Наиболее распространены диизооктилфталат (DOP), ди-бутилфталат и триэтилцитрат (TEC). Хотя сложные эфиры обладают отличной растворимостью, можно использовать другие химические классы.Другие классы пластификаторов включают простые эфиры, масла и мягкие полимеры.

Тщательный отбор необходим для получения лучшего пластификатора для конкретной рецептуры краски или покрытия. Из-за несовместимости с некоторыми связующими не все добавки пластификатора можно использовать в одной рецептуре.

Помимо низкомолекулярных мономерных добавок можно использовать полимерные пластификаторы. Это могут быть совместные связующие, что в некоторых случаях дает преимущества перед низкомолекулярными пластификаторами. Например, мягкая полиуретановая смола может использоваться с нитроцеллюлозой, обеспечивая «пластифицируемость» нитроцеллюлозы и низкую миграцию пластификатора или ее отсутствие.

Нитроцеллюлоза — это обычное связующее на основе растворителей, используемое во многих типах красок для флексографской и ротогравюрной печати. Без добавления пластификатора нитроцеллюлоза не прилипает к большинству упаковочных пленок, поскольку связующее образует очень жесткую трехмерную структуру, которая не может изгибаться без растрескивания, а внутреннее напряжение настолько велико, что адгезия не является легко достижимой.

Помимо пластификаторов, частично растворяющих связующее, они могут улучшить адгезию связующих за счет растворения скользящих добавок и других поверхностных загрязнений, позволяя смоле связываться с желаемой поверхностью пленки.

Одним из нежелательных эффектов использования пластификаторов является то, что они могут повысить коэффициент трения, делая краску или состав покрытия «более мягкими». Этот эффект проявляется не только в чернилах и поверхности покрытия, но и некоторые «пластификаторы» могут мигрировать с передней на заднюю часть пленки внутри рулона.