Método para resolver o problema de precipitação e migração de plastificante de PVC

Os produtos de PVC macio contêm certos componentes plastificantes. Esses plastificantes irão migrar, extrair e volatilizar em vários graus durante o processamento secundário e uso dos produtos. A perda de plastificante não só reduzirá o desempenho dos produtos de PVC, mas também poluirá a superfície dos produtos e contatos. Mais seriamente, trará uma série de problemas ao meio ambiente e à saúde humana. Portanto, a migração e extração de plastificante se tornou um grande obstáculo, restringindo a ampla aplicação de produtos de PVC macio.

No sistema de PVC, a polietileno oxidadapode ser plastificada com antecedência e o torque posterior é reduzido. Possui excelente lubrificação interna e externa. Pode melhorar a dispersão do corante, dar aos produtos um bom brilho e melhorar a eficiência da produção.

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Consequências adversas da migração e retirada do plastificante
1. Quando a migração e extração do plastificante no PVC são graves, os produtos sofrerão grandes alterações, resultando em amolecimento, pegajosidade e até mesmo ruptura da superfície dos produtos. Os precipitados freqüentemente causam poluição do produto e afetam o processamento secundário dos produtos. Por exemplo, as moléculas de plastificante em materiais em espiral de PVC à prova d'água migram, e o PVC sem plastificante encolherá e endurecerá, o que pode levar à falha da função à prova d'água. Quando os produtos de PVC macio são colados com adesivo geral à base de solvente, o plastificante dentro dos produtos geralmente migra para a camada de ligação, resultando em um declínio acentuado na força de ligação, resultando em problemas como ligação fraca ou degomagem. Quando os produtos de PVC macio são revestidos ou pintados, eles também enfrentam o problema de revestimento ou queda da camada de tinta devido à extração do plastificante. Impressão de PVC, extração de plastificante é um grande tabu na indústria de manufatura de tintas e impressão.
2, No processo de precipitação do plastificante em PVC, alguns componentes, como grânulos de pigmento, sabores, agentes antiestáticos e estabilizantes, serão destacados. Devido à perda desses componentes, as propriedades físicas dos produtos de PVC diminuirão e algumas propriedades até serão perdidas. Esses precipitados também poluem e destroem as substâncias em contato próximo com eles. Se os produtos de PVC macio e poliestireno forem colocados juntos, o plastificante migrado do PVC afetará o desempenho dos produtos de poliestireno e causará o amolecimento dos produtos de poliestireno.
Forma de perda de plastificante Os
plastificantes, exceto poliéster e outros plastificantes de alto peso molecular, são substâncias orgânicas de pequena molécula. Quando são adicionados ao PVC, eles não são polimerizados na cadeia do polímero de PVC, mas são combinados com moléculas de PVC por ligação de hidrogênio ou força de van der Waals para reter suas propriedades químicas independentes.
Quando o PVC mole fica em contato com o meio fixo (fase gasosa, fase líquida e fase sólida) por um longo tempo, o plastificante vai se separando gradativamente do PVC e entrando no meio. De acordo com os diferentes meios de contato, as formas de perda de plastificante podem ser divididas em perda de volatilização, perda de extração e perda de migração.
O processo de perda de volatilização, extração e migração do plastificante inclui três estágios básicos:
(1) O plastificante se difunde para a superfície interna;
(2) A superfície interna muda para um estado “reclinado”;
(3) Difunda para longe da superfície.

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A perda de plastificante está relacionada à sua própria estrutura molecular, peso molecular, compatibilidade com polímero, meio, meio ambiente e outros fatores. A volatilização do plastificante depende principalmente de seu peso molecular e da temperatura ambiente, a capacidade de extração depende principalmente da solubilidade do plastificante no meio e a mobilidade está intimamente relacionada à compatibilidade do plastificante e do PVC. A difusão do plastificante no PVC pode ser realizada nas condições do polímero e do meio que não penetre no polímero, ou sob as condições do meio que se infiltrará no polímero. Diferentes mudanças e reações na superfície do polímero afetarão a difusão do plastificante. A difusão interfacial do plastificante é um processo complexo, que está relacionado à interação do meio, polímero de PVC e plastificante.
Fatores que influenciam a migração e extração do plastificante
1. Peso molecular relativo e estrutura molecular do plastificante
Quanto maior o peso molecular relativo do plastificante, maior o volume dos grupos contidos na molécula, mais difícil é para eles se difundirem no PVC plastificado, é menos provável que cheguem à superfície e menor é a probabilidade de extração e migração. Para ter boa durabilidade, é necessário que o peso molecular relativo do plastificante seja superior a 350. Plastificantes de poliésteres e ésteres de fenilpoliácido (como ésteres de ácido trimelítico) com um peso molecular relativo de mais de 1000 têm durabilidade muito boa.
2. Temperatura ambiente
Quanto mais alta a temperatura ambiente dos produtos de PVC, mais intenso o movimento browniano das moléculas e maior a força entre as moléculas do plastificante e as macromoléculas de PVC, o que torna mais fácil a difusão das moléculas do plastificante para a superfície do produto e posteriormente para dentro o médio.
3. Conteúdo de plastificante
Em geral, quanto maior o conteúdo de componentes de plastificante na fórmula, mais moléculas de plastificante no PVC plastificado e mais moléculas de plastificante na superfície do produto. Quanto mais facilmente o plastificante é capturado pelo meio de contato e extraído ou migrado, as moléculas internas do plastificante fluem e se complementam da superfície de alta concentração para a superfície de baixa concentração. Ao mesmo tempo, quanto mais pequenos e médios plastificantes no PVC, maior a probabilidade de certa colisão e ação entre as moléculas do plastificante, de modo a enfraquecer a força de ligação entre algumas moléculas do plastificante e as macromoléculas do PVC e fazer seu movimento e difusão em PVC mais fácil. Portanto, em uma determinada faixa, o aumento do teor de plastificante torna o plastificante mais fácil de difundir.
4. O meio
A extração e a migração do plastificante não estão apenas relacionadas às propriedades do próprio plastificante, mas também estão intimamente relacionadas ao meio em contato. As propriedades físico-químicas do meio líquido em contato com o PVC plastificado são os principais fatores que afetam a extração do plastificante. Plastificantes gerais são fáceis de serem extraídos por solventes de gasolina ou óleo, mas difíceis de serem extraídos por água.
5. Tempo
De acordo com a literatura, a taxa de migração do DOP em filmes de PVC está relacionada ao tempo. No estágio inicial da migração, a taxa é mais rápida. A concentração de plastificante migrando para a superfície é linear com a raiz quadrada do tempo de migração. Então, com o passar do tempo, a taxa de migração diminui gradualmente e atinge o equilíbrio após um certo tempo (720h à esquerda e à direita).

Medidas para resolver a precipitação e migração do plastificante de PVC
1. Adicionar plastificante de poliéster O plastificante de
poliéster tem boa afinidade com DOP e outros plastificantes moleculares pequenos. Quando existe uma certa quantidade de plastificante de poliéster no plastificante de PVC, ele pode atrair e fixar outros plastificantes para não se difundir na superfície dos produtos de PVC, de forma a reduzir e prevenir a migração e extração do plastificante.
2. Adição de nanopartículas
A adição de nanopartículas pode reduzir a taxa de perda de mobilidade no PVC flexível e melhorar o desempenho e a vida útil dos materiais de PVC flexível. A capacidade de diferentes nanopartículas de inibir a migração do plastificante é diferente, e o efeito do nano SiO2 é melhor do que o do nano CaCO3.

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3. Use líquidos iônicos

O líquido iônico pode controlar a temperatura de transição vítrea do polímero em uma ampla faixa de temperatura. O módulo de elasticidade do material adicionado ao líquido iônico é equivalente ao do DOP como plastificante. O líquido iônico é um substituto ideal para o plastificante devido à sua baixa volatilização em alta temperatura, baixa lixiviação e boa estabilidade UV.
4. Revestimento protetor de pulverização de superfície
Revestimento de uma camada de material não migrante na superfície do polímero para reduzir a lixiviação e a migração do plastificante. A desvantagem desse método é que ele pode reduzir a flexibilidade do material. No entanto, experimentos mostram que esta tecnologia de revestimento pode prevenir eficazmente a lixiviação do plastificante e tem uma ampla perspectiva de aplicação no campo do PVC médico.
5. Correlação de superfície
Em água com catalisador de transferência de fase apropriado, a superfície do plastificante é modificada com sulfeto de sódio. Sob a ação da luz, a superfície dos produtos de PVC forma uma estrutura em rede, que pode prevenir eficazmente a migração do plastificante. O PVC macio tratado por este método é muito adequado para aplicação em equipamentos médicos e afins.
6. Modificação da superfície
A lixiviação do plastificante em solução de polímero pode ser controlada ajustando as características da superfície do polímero. Entre muitas tecnologias de modificação, enxertar polímero solúvel em água na superfície é uma das principais direções.
Sugere-se que o método de enxerto de PEG na superfície do PVC mole seja utilizado para potencializar a hidrofilicidade da superfície do substrato, de forma a inibir a lixiviação do plastificante.
Além disso, o uso de catalisador de transferência de fase e ânion tiossulfato para substituir átomos de cloro em PVC em sistema de solução aquosa também pode aumentar a hidrofilia de superfície e prevenir a lixiviação e transferência de plastificante em diferentes solventes, como hexano.
Conclusão:
A extração e migração do plastificante é um dos problemas importantes na aplicação de produtos de PVC flexível. Se não puder ser bem resolvido, não afetará apenas o desempenho do serviço e o efeito dos produtos de PVC flexível, mas também causará alguns danos ao meio ambiente e à saúde humana. Portanto, esse problema tem atraído cada vez mais atenção.
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Horário da postagem: 18/09/2021
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