PVC可塑剤の沈殿と移動の問題を解決する方法

ソフトPVC製品には、特定の可塑剤成分が含まれています。 これらの可塑剤は、製品の二次処理および使用中に、さまざまな程度で移動、抽出、および揮発します。 可塑剤の損失は、PVC製品の性能を低下させるだけでなく、製品や接点の表面を汚染します。 さらに深刻なことに、それは環境と人間の健康に一連の問題をもたらすでしょう。 したがって、可塑剤の移行と抽出は、軟質PVC製品の幅広い用途を制限する大きな障害となっています。

PVCシステムでは、低密度の酸化ポリエチレンワックスを事前に可塑化することができ、後のトルクが低減されます。 内部および外部の潤滑性に優れています。 着色剤の分散性を向上させ、製品に優れた光沢を与え、生産効率を向上させることができます。

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可塑剤の移行と撤退の悪影響1.PVC中の可塑剤
の移行と抽出が深刻な場合、製品は大きく変化し、製品の軟化、粘着性、さらには表面の破裂を引き起こします。 沈殿物はしばしば製品の汚染を引き起こし、製品の二次処理に影響を及ぼします。 たとえば、PVC防水コイル状材料の可塑剤分子が移動し、可塑剤を含まないPVCが収縮して硬化し、防水機能の障害につながる可能性があります。 軟質塩ビ製品に一般的な溶剤系接着剤を貼り付けると、製品内部の可塑剤が接着層に移行することが多く、接着強度が急激に低下し、接着力の低下や脱ガムなどの問題が発生します。 軟質塩ビ製品をコーティングまたは塗装すると、可塑剤の抽出によりコーティングまたは塗装層が脱落するという問題も発生します。 PVC印刷、可塑剤抽出は、インクおよび印刷製造業界では大きなタブーです。
2、PVCでの可塑剤沈殿の過程で、顔料顆粒、フレーバー、帯電防止剤、安定剤などのいくつかの成分が持ち出されます。 これらの部品が失われるため、PVC製品の物理的特性が低下し、一部の特性が失われることさえあります。 これらの沈殿物はまた、それらと密接に接触している物質を汚染し、破壊します。 軟質PVCとポリスチレン製品を組み合わせると、PVCから移行した可塑剤がポリスチレン製品の性能に影響を与え、ポリスチレン製品の軟化を引き起こします。
可塑剤の損失の形態
ポリエステルやその他の高分子量可塑剤を除く可塑剤は、有機低分子物質です。 それらがPVCに添加されるとき、それらはPVCポリマー鎖上で重合されませんが、水素結合またはファンデルワールス力によってPVC分子と結合され、それらの独立した化学的性質を保持します。
軟質PVCが固定媒体(気相、液相、固相)に長時間接触すると、可塑剤はPVCから徐々に分離され、媒体に入ります。 さまざまな接触媒体によると、可塑剤の損失形態は、揮発損失、抽出損失、および移動損失に分けることができます。
可塑剤の揮発、抽出、移動の損失プロセスには、次の3つの基本的な段階があります。
(1)可塑剤が内面に拡散する。
(2)内面が「横臥」状態に変化します。
(3)表面から離れて拡散します。

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可塑剤の損失は、それ自体の分子構造、分子量、ポリマーとの適合性、媒体、環境、およびその他の要因に関連しています。 可塑剤の揮発は主にその分子量と周囲温度に依存し、抽出性は主に媒体への可塑剤の溶解度に依存し、移動度は可塑剤とPVCの適合性に密接に関係しています。 PVC中の可塑剤の拡散は、ポリマーおよびポリマーに浸透しない媒体の条件下で、またはポリマーに浸透する媒体の条件下で実施することができる。 ポリマー表面のさまざまな変化と反応は、可塑剤の拡散に影響を与えます。 可塑剤の界面拡散は複雑なプロセスであり、媒体、PVCポリマー、および可塑剤の相互作用に関連しています。
可塑剤の移動と抽出に影響を与える要因
1.
の相対分子量が大きいほど、分子に含まれる基の量が多くなり、可塑化PVCに拡散しにくくなります。それらが表面に到達する可能性が低くなり、抽出と移動の可能性が低くなります。 良好な耐久性を得るには、可塑剤の相対分子量が350以上である必要があります。相対分子量が1000を超えるポリエステルおよびフェニルポリ酸エステル(トリメリット酸エステルなど)可塑剤は、非常に優れた耐久性を備えています。
2.環境温度
PVC製品の周囲温度が高いほど、分子のブラウン運動が強くなり、可塑剤分子とPVC高分子の間の力が大きくなり、可塑剤分子が製品表面に拡散しやすくなります。中くらい。
3.可塑剤の含有量
一般に、配合中の可塑剤成分の含有量が多いほど、可塑化PVC中の可塑剤分子が多くなり、製品表面の可塑剤分子が多くなります。 可塑剤が接触媒体に捕捉されて抽出または移動しやすくなると、内部の可塑剤分子が高濃度から低濃度の表面に流れて補充されます。 同時に、PVCに含まれる中小規模の可塑剤が多いほど、可塑剤分子間の特定の衝突と作用の可能性が高くなり、一部の可塑剤分子とPVC高分子間の結合力が弱まり、 PVCが簡単です。 したがって、特定の範囲では、可塑剤の含有量が増えると、可塑剤が拡散しやすくなります。
4.媒体
可塑剤の抽出と移動は、可塑剤自体の特性に関連しているだけでなく、接触している媒体にも密接に関連しています。 可塑化PVCと接触する液体媒体の物理化学的特性は、可塑剤の抽出に影響を与える主な要因です。 一般的な可塑剤はガソリンや油性溶剤で抽出しやすいですが、水で抽出するのは困難です。
5.時間
文献によると、PVCフィルムのDOPの移動速度は時間に関連しています。 移行の初期段階では、速度は速くなります。 表面に移動する可塑剤の濃度は、移動時間の平方根に比例します。 その後、時間の経過とともに、移動速度は徐々に低下し、一定時間(左右720時間)後に平衡に達します。

PVC可塑剤の沈殿と移行を解決するための対策
1.ポリエステル可塑剤の添加
ポリエステル可塑剤は、DOPやその他の低分子可塑剤との親和性が良好です。 PVC可塑剤に一定量のポリエステル可塑剤が含まれていると、他の可塑剤を引き付けて固定し、PVC製品の表面に拡散しないようにして、可塑剤の移動と抽出を低減および防止します。
2.ナノ粒子
の追加は、軟質PVCの移動度損失率を低減し、軟質PVC材料の耐用年数と耐用年数を向上させることができます。 可塑剤の移動を阻害するさまざまなナノ粒子の能力は異なり、ナノSiO2の効果はナノCaCO3の効果よりも優れています。

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3.イオン液体を使用する

イオン液体は、広い温度範囲でポリマーのガラス転移温度を制御できます。 イオン液体を添加した材料の弾性率は、DOPを可塑剤として使用した場合と同等です。 イオン液体は、高温での揮発性が低く、浸出性が低く、UV安定性が高いため、可塑剤の理想的な代替品です。
4.表面溶射保護コーティング
可塑剤の浸出と移動を減らすために、ポリマー表面に非移動性材料の層をコーティングします。 この方法の欠点は、材料の柔軟性が低下する可能性があることです。 しかし、実験によれば、このコーティング技術は可塑剤の浸出を効果的に防止でき、医療用PVCの分野で幅広い用途が見込まれます。
5.表面相関
適切な相間移動触媒を含む水中では、可塑剤の表面が硫化ナトリウムで修飾されています。 光の作用により、PVC製品の表面はネットワーク構造を形成し、可塑剤の移動を効果的に防ぐことができます。 この方法で処理された軟質PVCは、医療および関連機器での用途に非常に適しています。
6.表面改質
ポリマー溶液中の可塑剤の浸出は、ポリマー表面の特性を調整することによって制御できます。 多くの改質技術の中で、表面に水溶性ポリマーをグラフトすることが主な方向性の1つです。
軟質PVCの表面にPEGをグラフトする方法を使用して、可塑剤の浸出を抑制するために、基板表面の親水性を高めることが提案されています。
さらに、相間移動触媒とチオ硫酸陰イオンを使用して水溶液系のPVCの塩素原子を置き換えることで、表面の親水性を高め、ヘキサンなどのさまざまな溶媒への可塑剤の浸出と移動を防ぐこともできます。
結論:
可塑剤の抽出と移行は、軟質PVC製品の用途における重要な問題の1つです。 それがうまく解決できない場合、それは軟質塩ビ製品のサービス性能と効果に影響を与えるだけでなく、人間の生活環境と人間の健康に一定の害をもたらします。 したがって、この問題はますます注目を集めています。
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投稿時間:2021年9月18日
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