02633552753

با ما در تماس باشید

بررسی استابیلایزر از نظر ساختار شیمیایی

31 فروردین 1400 ساعت 08:16

صدها نوع پایدار کننده و ترکیبات آن‌ها در آمیزه‌های PVC مورد استفاده قرار می‌گیرند. در گزینش پایدارکننده، مهم‌ترین عامل، تناسب و هماهنگی، میان قیمت و تأثیر ماده بر پایداری آمیزه است.

ویژگی های عمده و مشخصات مهم فرآیند همچون، لعاب‌دهی، رفتار سیلان، روان‌کنندگی، امکان واکنش با سایر ترکیبات موجود در آمیزه و میزان پایداری فرآورده‌های نهایی، بایستی در بررسی و انتخاب مواد مورد توجه قرار گیرد. در مقاله دیگری به بررسی ویژگی های استابیلایزر پی وی سی پرداخته شده است.(کلیک کنید)

اطلاع از ویژگی‌های مهم‌ترین انواع پایدار‌کننده های مورد استفاده در آمیزه‌های PVC می‌تواند به انتخاب آن‌ها برای طراحی یک محصول با خواص مناسب کمک کند.

 

همانطور که قبلا اشاره شد، پایدارکننده‌های مختلفی برای فرمولاسیون‌های پی وی سی استفاده شده است. در حالت کلی یک پایدار کننده بایستی سازگار با پلیمر، مقاوم در برابر نور و حرارت، فرآیندپذیر، بدون رنگ و بو، غیر سمی، ماندگار و ارزان باشد. در ادامه پایدارکننده‌های معروف در صنعت پی وی سی توضیح داده شده‌اند.

 

-پایدارکننده قلع
این نوع پایدارکننده‌ها، به دو گروه " مرکاپتایدها قلع" و " کربوکسیلات‌های قلع" تقسیم می‌شوند. مرکاپتایدهای آلی قلع، مؤثرترین پایدارکننده‌های حرارتی ترکیبات وینیل به شمار می‌آیند. در روش‌های رایج صنعتی برخی از کشورها مثل آمریکا، این ماده به تنهایی در آمیزه‌سازی PVC نرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. برتری‌های عمده و مهم انواع این پایدار کننده؛ مقاومت حرارتی دلخواه در دراز مدت و پایداری و شفافیت رنگ اولیه می‌باشد. ویژگی منفی از جمله: پایداری نوری ضعیف، بوی ناخوشایند آمیزه، گرانی قیمت و نیز تمایل به رنگ دهی(تشکیل رنگ‌های سولفیدی فلزی) در تماس با نمک‌های سرب، آنتیموئن و یا کادمیوم، برتری‌های این ماده را کمرنگ جلوه‌گر می‌سازد؛ با این حال، استفاده از برخی پایدارکننده‌های قلع‌دار، برای ساخت فرآورده‌هایی که در تماس با مواد غذایی قرار می‌گیرند، مجاز شناخته شده است.
اما در گروه دوم یعنی کربوکسیلات‌های قلع، تنها مشتقات دی الکیل قلع از ارزش تکنیکی و اهمیت کاربردی برخوردارند. تفاوت عمده و برتری کربوکسیلات قلع نسبت به نوع مرکاپتاید، پایداری نوری مناسب آن است. همین ویژگی، این مواد را برای کاربردهای خارجی (در هوای آزاد و نور خورشید) مانند تولید پروفیل پنجره مناسب ساخته است.

 

پایدارکننده‌های مخلوط‌های فلزی (شامل باریم/کادمیوم و باریم/کادمیوم/روی)
صابون‌های باریم/کادمیوم به طور معمول، حاوی مخلوط نمک‌های باریم/کادمیوم با اسیدهای چرب مانند لورات‌ها، استئارات‌ها و مایرستات‌ها می‌باشند. در سیستم حاوی روی، معمولا نمک آلی فلز (در بیشتر موارد، اکتئات روی) شرکت دارد. هر دو سیستم، به شکل رایج و فراوان در ترکیبات PVC نرم و سخت مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرداین پایدارکننده‌ها در آمیزه، در بسیاری موارد با پایدارکننده های کمکی(مانند فسفیت آلی یا یک ترکیب اپوکسی) همراه است. این دو سیستم، چنان‌چه دارای پایدارکننده کمکی باشند، نه تنها پایداری حرارتی را افزایش می دهند، بلکه مقاومت ترکیب در برابر  عوامل جوی را نیز بهبود می‌بخشند.
آمیزه‌های شفاف، با پایدارکننده باریم/کادمیوم مایع ساخته می‌شوند و سیستم‌های صابونی و دارای روی، برای کاربردهای بسیار شفاف، مناسب نیستند.

 

سیستم‌های یاد شده، گرچه متنوع و مؤثرند اما در عین حال، محدودیت‌هایی دارند که استفاده از آن‌ها را با احتیاط همراه می‌سازد.
به دلیل وجود کادمیوم و تشکیل سولفات کادمیوم زردرنگ (در اثر تماس با ترکیبات گوگرددار) رنگ‌دهی پدید می‌آید که با وجود مقابله پایدارکننده‌های دارای روی با این پدیده، رنگ‌دهی می‌تواند به لعاب‌دهی در جداره دستگاه های فرآیند منجر گردد.
به دلیل سمیت، پایدارکننده‌های کادمیوم در تولید کالاهایی که با مواد خوراکی در تماس می‌باشند، مورد استفاده قرار نمی‌گیرند و به مرور کاربرد آن‌ها با محدودیت‌های جدی مواجه شده است.
کارایی پایدار کننده‌های مخلوط فلزی هنگامی که به همراه مواد خاصی به نام کمک پایدارکننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند به شدت تغییر می‌کند. کمک پایدارکننده‌ها از طریق مکانیسم‌های مختلفی مانند خنثی سازی HCL، جایگزین‌سازی کلریدهی ناپایدار و نظایر آن بازدهی پایدارکننده‌ی مخلوط فلزی را افزایش می‌دهند.

 

پایدارکننده‌های سرب
ترکیبات سرب، به طور گسترده در تولید فرآورده‌های مورد استفاده در صنایع برق و الکترونیک و قطعه‌هایی که به پایداری حرارتی در درازمدت نیاز دارند، به کار می روند. در ابزارهای نارسانای الکتریکی، کلریدسرب ناشی از فعل و انفعال پلیمر و پایدارکننده‌های سربی، نامحلول و غیرقابل یونیزه شدن است و درنتیجه، پس از عمل پایدارکنندگی، مقاومت الکتریکی همچنان به قوت خود باقی می‌ماند.
"فسفیت سرب ۲ بازی" از پایداری دلخواه در برابر نور نیز برخوردار است و به همین دلیل برای تولید محصولاتی که در فضای باز قرار می‌گیرند، کاربرد دارد.
سمیت، کدورت رنگ محصول و رنگ‌دهی (در اثر تشکیل سولفید سرب) به هنگام تماس با مواد گوگرددار، عمده‌ترین محدودیت‌های موجود، در استفاده از پایدارکننده‌های سربی می‌باشند.

 

پایدارکننده‌های غیرفلزی
این مواد همان پایدارکننده‌های کمکی می‌باشند که با عنوان ترکیبات اپوکسی و فسفیت‌های آلی شناخته شده‌اند. این گروه بر روی پایدارکننده‌های فلزی، اثر مشدد دارند. این ترکیبات، هیچ‌گاه به تنهایی کاربرد ندارند و همواره به همراه سایر پایدارکننده‌های فلزی به منظور افزایش بازدهی آمیزه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در نمودار زیر، میزان زردشدگی در چند آمیزه با استفاده از پایدارکننده‌های کمکی و نیز بدون استفاده از آن، مقایسه شده است.
با توجه به نمودار، میزان زرد شدگی در آمیزه بدون پایدار کننده کمکی در زمان‌های متفاوت، به مراتب بیشتر است، به این معنی که تخریب حرارتی به مقدار بیشتری صورت گرفته است.
در این آزمون، آمیزه در داخل کوره‌ای که ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دارد، قرار داده می‌شود؛ سپس با استفاده از روش‌های آزمون استاندارد ASTM-D 1925-70 میزان زردشدگی، در زمان‌های مختلف، اندازه‌گیری می‌گردد.
میزان زرد شدگی و یا تخریب حرارتی در آمیزه حاوی هر دو پایدارکننده(اصلی و کمکی) به مراتب کمتر از آمیزه‌ای است که تنها، پایدارکننده اصلی را در خود دارد.
با توجه به نمودار، فنیل دسیل فسفیت نسبت به سایر پایدارکننده‌های کمکی فسفیت، پایداری حرارتی آمیزه را می‌افزاید.

 

پایدارکننده‌های غیرسمی
این نوع پایدارکننده، در آمیزه‌های ویژه ساخت ظروف بسته بندی مواد غذایی و نیز در ساخت قطعات و ابزار کاربردهای متنوع پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ مانند: فیلم پی وی سی(نرم و سخت) در مصارف بسته بندی، انواع بطری تولید شده از پی وی سی و لوله‌های منعطف که از کاربردی گسترده در شاخه‌های گوناگون مهندسی پزشکی برخوردارند.
مهم‌ترین انواع پایدارکننده‌های غیرسمی، مخلوط نمک‌های آلی کلسیم و منیزیم، کلسیم و روی یا کلسیم/منیزیم/روی می‌باشند که به طور عمده با مواد آلی-مانند ترکیبات اپوکسی-نیز همراه می‌گردند.
به طور کلی، تعیین نوع و مقدار مصرف پایدارکننده، به مقررات و استانداردهای ملی کشورها-که بر تولید کالاهای بهداشتی نظارت دارند-ارتباط دارد. نقش مؤثر پایدارکنندهای غیرسمی به مراتب از سیستم‌های باریم/کادمیوم و یا سرب، کمتر است.

 

مقایسه پایدارکننده های حرارتی در شکل زیر نمایش داده شده است. برای اطلاعات بیشتر به مقاله ویژگی های استابیلایزر مراجعه کنید.

 

مقایسه استابیلایزرهای پی وی سی-پلینو



انتخاب سامانه پایدارکننده حرارتی
انتخاب سامانه پایدارکننده‌ی حرارتی پی وی سی (شامل پایدار کننده و کمک پایدار کننده)، کار ساده‌ای نبوده و با توجه به نوع فرآیند شکل‌دهی و کاربرد محصول نهایی صورت می‌گیرد. در ادامه چند نمونه از سامانه‌های پایدارکننده و روان‌ساز پی وی سی، بر اساس نوع فرآیند شکل‌دهی و کاربرد محصول ارائه شده است.

ثبت نظر


( نظر خود را درباره این مقاله ثبت نمایید )