پی وی سی مایع یا خمیر پی وی سی✅ انواع و ترکیبات تشکیل دهنده

برای مشاهده این پکیج و اطلاعات بیشتر کلیک کنید.

 

پی وی سی مایع در واقع ذرات پی وی سی پراکنده شده در نرم کننده و حلال است که در دمای اتاق مایع بوده و برای ساخت وسایل متنوعی از جمله پوشش فلزات، اسباب بازی و لوازم ورزشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به بررسی دقیق پی وی سی مایع و ترکیبات سازنده آن خواهیم پرداخت.

 

پی وی سی مایع یا خمیر پی وی سی چیست؟

خمیر پی وی سی یا pastes در واقع سوپانسیون مایع یا خمیری از پی وی سی و نرم کننده به همراه برخی افزودنی‌های برای فرآیند پذیر و ایجاد خواص در محصول نهایی است. گرید پی وی سی مورد استفاده در خمیر پی وی سی معمولا پی وی سی امولوسیون(emulsion) یا پی وی سی میکروسوپانسیون(microsuspension) است. این نوع از پی وی سی با نام پلاستیسول(plastisol ) نیز شناخته می‌شود. خمیر پی وی سی یا پی وی سی انواع متنوعی از جمله پلاستیسول (plastisol)، ارگاناسل (Organosol)، پلاستیژل(Plastigel) و ریجیسل (Rigisols) دارد.

 

انواع پی وی سی مایع یا خمیر پی وی سی

 

1-پلاستیزول (plastisol)

این نوع پی وی سی شامل پی وی سی، نرم کننده و افزودنی‌ها مورد نیاز بوده و متداول ترین نوع پی وی سی مایع است. این نوع پی وی سی در حالت اولیه به شکل مایع و خمیری بوده و در اثر حرارت در فرآیند قالبگیری چرخشی، قالبگیری غوطه وری به شکل مورد نظر در خواهد آمد.

۱-ارگاناسل (Organosol) پی وی سی

در ارگاناسل یک سوسپانسیون مایع از ترکیب پی وی سی- نرم کننده و حلال ایجاد می‌شود. این نوع پی وی سی ویسکوزیته ابتدایی پایین دارید ولی محصول نهایی نسبتا سخت بوده (نه کاملا سخت) و از میزان نرم کننده پایینی برخوردار است. در فرآیند این خمیر پی وی سی حلال در مرحله انتهایی تبخیر می‌شود و محصول نهایی ایجاد می‌شود.

 

 

 

فرمولاسیون و ترکیبات موجود در پی وی سی مایع ( خمیر پی وی سی)

اگر چه پی وی سی مورد استفاده در خمیر پی وی سی باید از نوع paste-grade  باشد برخی از ترکیبات مورد استفاده در خمیر پی وی سی  با ترکیباتی که در سایر انواع پی وی سی بخصوص پی وی سی نرم استفاده می‌شوند، یکسان هستند. به دلیل به حالت مایع خمیر پی وی سی و شرایط فرآیندی گاهی به افزودنی‌هایی نیاز است که در سایر انواع پی وی سی استفاده نمی‌شود از جمله می‌توان به اصلاح کننده ویسکوزیته پی وی سی اشاره کرد. در ادامه به بررسی اجزاء فرمولاسیون خمیر پی وی سی پرداخته می‌شود.

مواد اولیه پی وی سی

پی وی سی متداول برای تهیه پلاستیسول پی وی سی معمولا از نوع امولوسیون و یا میکروسوپانسیون است. این نوع از پی وی سی در دمای اتاق در مقابل نفوذ نرم کننده مقاومت دارند اما با افزایش دمای فرآیند نرخ نفوذ نرم کننده در پی وی سی به منظور رسیدن به میزان فیوژن و ژل شدن مناسب افزایش می‌یابد.

اندازه ذرات پی وی سی و همچنین توزیع ذرات آن عامل تعیین کننده برای انتخاب پی وی سی مناسب بر اساس نوع پلاستیسول می‌باشد. در واقع این مشخصه پی وی سی بر روی رئولوژی و درنهایت تعیین میزان ویسکوزیته پی وی سی تاثیر گذار است.

به طور مثال برای تولید خمیر پی وی سی با ویسکوزیته پایین – متوسط و یا بالا و همچنین رفتار برشی مشخص انتخاب صحیح نوع پی وی سی از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

انواع پی وی سی مناسب برای خمیر از برند LG Chem

برند LG Chem  از جمله برندهای مطرح تولید کننده مواد اولیه پلیمر و پلاستیک از جمله انواع پی وی سی می‌باشد. پی وی سی امولسیون و میکروسوسپانسیون تولید شده توسط LG  در پنج گروه اصلی تقسیم بندی می‌شود.

تولید محصولات با درصد فوم بالا از جمله مت ورزشی و قطعات ورزشی	تولید محصولات غیر فومیزه از جمله اسباب بازی و دستکش	تولید فوم استاندارد از جمله چرم مصنوعی و کاغذ دیواری	گریدهای عمومی از جمله تولید برزنت و چرم مصنوعی	قطعات غیر فوم از جمله قطعات خودرو
PE1311 PB1120 PB1200	LP170G PB1752	LP170 LP090 PB900	PB1202 PB1302	LP170 LP090

 

 

نرم کننده پی وی سی

نوع نرم کننده در پلاستیسول پی وی سی با توجه به رئولوژی مورد نظر و تاثیر آن بر ژل شدن و فیوژن پی وی سی تعیین می‌شود.

ویسکوزیته ابتدایی خمیر پی وی سی ( در صورت ثابت بودن سایر عوامل) تحت تاثیر ویسکوزیته بالک نرم کننده می‌باشد، البته این موضوع تحت الشعاع میل ترکیبی نرم کننده(plasticiser affinity) قرار می‌گیرد.

همانطور که قابل انتظار است، نرم کننده‌ها با میل ترکیبی بالا یا highly solvating plasticisers تمایل به ایجاد پلاستیسول‌هایی با ویسکوزیته بالا دارند. ویسکوزیته در چنین پلاستیسول‌هایی با این نوع نرم کننده بعد از گذشت چند ساعت از تکمیل فرآیند میکس پی وی سی افزایش می‌یابد. در نتیجه کنترل ویسکوزیته برای چنین پلاستیسول‌های مورد نیاز می‌باشد.

 

نرم کننده خمیر پی وی سی بر پایه فتالات

نرم کننده‌های فتالاتی تمایل به ایجاد ویسکوزیته متوسط و همچنین دمای ژل شدن پایین و متوسط دارند. بیشتر نرم کننده‌های فتالاتی تمایل به ایجاد خمیر پی وی سی با خواص تیکسوتروپی (thixotropy) حتی زمانی که در دوز مصرف پایین ( زیر ۵۰phr )  استفاده می‌شوند دارند. در نتیجه خمیر ایجاد شده ویسکوزیته بالایی خواهد داشت.

نکنته: برخی نرم کننده‌های فتالاتی از جمله نرم کننده DOP  و DOS  با وجود رفتار تیکسوتروپی در نرخ برش‌هایی پایین، ممکن است رفتار دایلاتانت (dilatant) را در نرخ برش‌های بالا از خود نشان دهند.

نرم کننده خمیر پی وی سی بر پایه فتالات با وزن مولکولی بالا

نرم کننده های فتالاتی با وزن مولکولی بالا از جمله DDP و DLDP  به علت میل ترکیبی پایین سبب پایداری در مقابل افزایش ویسکوزیته پی وی سی می‌شوند.( good ageing stability)  و دمای فیوزن خمیر پی وی سی بالا خواهد بود.

نرم کننده خمیر پی وی سی بر پایه ترآریل فسفات:

نرم کننده تری آریل فسفات سبب ایجاد رفتار دایلاتانت حتی در نرخ برش‌های پایین می شود. به طور کلی نرم کننده های پایه فسفات تمایل به افزایش نرخ فیوژن و ژل شدن خمیر پی وی سی دارند.

 

نرم کننده پلیمری در خمیر پی وی سی

به طور کلی نرم کننده‌های پلیمری در خمیر پی وی سی سبب افزایش ویسکوزیته می‌شوند و ممکن است سبب ایجاد رفتار دایلاتانت شوند.

 

نکته: ویسکوزیته بالا و همچنین خواص دایلاتانت هیچکدام برای پلاستیسول مطلوب نیستند زیرا سبب ایجاد مشکل در فرآیند میکس – اسپری شدن محصول و... می‌شوند.

استابلایزر خمیر پی وی سی

به طور کلی از نظر پایداری حرارتی در پلاستیسول پی وی سی نسبت به سایر انواع پی وی سی (پی وی سی نرم ) از پیچیدگی کمتری برخوردار است.

اثر استابلایزر بر روی رئولوژی پی وی سی بستگی به ساختارشیمیایی و تا حدی ظاهر فیزیکی آن دارد. برای جلوگیری از افزایش ویسکوزیته بهتر است از استابلایزر مایع استفاده شود.

استابلایزر باریم/کادمیم و استابلایزر باریم/کادمیم/زینک از پر کاربرد ترین استابلایزرها در پلاستیسول پی وی سی هستند. استابلایزر مایع کلسیم/زینک و منیزیم/ زینک بخصوص زمانی که نیاز است تا از ریسک ایجاد رنگ توسط گوگرد جلوگیری شوند نیز در این نوع از پی وی سی کاربرد دارند.

استابلایزرهای پایه سرب  در مصحولاتی که  سمیت برای آن مهم نیست، استابلایزر کادمیم/زینک  در خمیر پی وی سی از نوع فوم و همچنین برخی استابلایزرهای قلع مایع بخصوص در پی وی سی خمیر با ویسکوزیته کاربرد دارند.

برای کاربرد های نیمه شفاف پی وی سی استابلایزر کلسیم یا سرب سیلیکات توصیه شده است.

نکته: اگرچه استابلایزر پایه استئارات از جمله کلسیم استئارات از شفافیت خوبی برخوردار هستند. اما باید توجه کرد که استئارات سبب بالا بردن ریسک افزایش ویسکوزیته ابتدایی و افزایش شدید ویسکوزیته در مرحله ageing می‌شوند.

 

فیلر خمیر پی وی سی

فیلر با همان هدفی که در کامپاندینگ جامد (solid compounds) مورد استفاده قرار میگرند در پلاستیسول نیز استفاده می‌شوند.(کاهش قیمت و ایجاد برخی خواص) با این تفاوت که تاثیر فیلر بر روی  رئولوژی و ویژگی ageing خمیر پی وی سی باید در نظر گرفته شود.

اثر فیلر در پلاستیسول:

فیلرها در خمیر پی وی سی سبب افزایش ویسکوزیته و کاهش زمان ماندگاری شده و حساسیت نسبت به برش را تحت تاثیر قرار می‌دهند. همچنین بر روی میزان شفافیت محصول نهایی تاثیر گذار اند.

فیلرهایی با اندازه ذرات ریز تر تمایل به جذب روغن بالاتری دارند و درنتیجه سبب افزایش بیشتر ویسکوزیته می‌شوند، برای این منظور بهتر است از فیلرهای پوشش دهی شده استفاده کرد.

 

نکنته: شاخص ageing  در واقع میزان پایداری ویسکوزیته خمیر پی وی سی را نشان می‌دهد.

افزودنی غلیظ کننده یا افزایش دهنده ویسکوزیته پلاستیسول:( THICKENING AGENTS)

افزودنی غلظت دهنده سبب افزایش ویسکوزیته پلاستیسول شده و به طور معمولا سبب رفتار تیکسوتروپی می‌شود بنابرین افزایش ویسکوزیته منابع فرآیندهایی چون پوشش دهی و اسپری کردن نی‌شود.

از جمله ترکیباتی که به عنوان غلظت دهنده استفاده می‌شوند می‌توان به آلومینیم استئارات- سیلکا رسوبی- بنتونیت – برخی ترکیبات کلسیم و... اشاره کرد.

گریدهای متداول غلظت دهنده خمیر پی وی سی:

Aerosil 200

Sylox

Ircogel 900

 

نکته: هنگام استفاده از برخی غلظت دهنده‌ها مانند استئارات آلومینیوم بهتر است که غلظت دهنده و نرم کننده باهم pre-gel شوند و سپس برای تهیه خمیر پی وی سی استفاده شوند.

 

افزودنی کاهش دهنده ویسکوزیته پلاستیسول

کاهش دهنده ویسکوزیته افزودنی‌های مایعی هستند که جهت کاهش ویسکوزیته خمیر پی وی سی و فرایند پذیری راحت تر آن استفاده می‌‌شوند.

از جمله ترکیبات مور استفاده به عنوان کاهش دهنده ویسکوزیته می‌توان به پلی اتیلن گلایکول اشاره کرد.

گریدهای متدوال کاهش دهنده ویسکوزیته خمیر پی وی سی:

Byk4015

Byk4040

Lipinol VR

 

رقیق کننده پلاستیسول

افزودنی رقیق کننده پلاستیسول در واقع حلال‌هایی جهت کاهش ویسکوزیته پلاستیسول هستند.

 

افزودنی جاذب رطوبت پلاستیسول پی وی سی

این افزودنی جهت جذب رطوبت در پلاستیسول پی وی سی و معمولا به میزان ۱ phr  استفاده می‌شوند. از جمله گریدهای متداول آن می‌توان به Byk NP 2610 اشاره کرد.