Información detallada sobre plastificantes en base disolvente

En la industria del plástico y el caucho, añadirlo a los polímeros puede aumentar la plasticidad y fluidez del material, y mejorar las propiedades de procesamiento y moldeo del material. Los materiales orgánicos que dan flexibilidad a los productos se denominan plastificantes.

Según la solubilidad de los plastificantes en polímeros, se pueden dividir en plastificantes a base de solventes y plastificantes a base de no solventes. El primero tiene un fuerte efecto solvente sobre la resina y puede disolver parte de la resina. Este último disolvente tiene poco efecto y no puede disolver el polímero, solo puede hincharlo. Introducción básica Nombre chino: Plastificante disolvente Nombre extranjero: Plastificante disolvente Función: Dar flexibilidad a los productos Introducción, requisitos de rendimiento de los plastificantes, tipos de plastificantes, selección de plastificantes, aumentos principales de la solubilidad del plastificante Los agentes plásticos suelen ser algunos compuestos orgánicos líquidos viscosos, no volátiles de alto punto de ebullición o Sólidos de bajo punto de fusión fáciles de fundir. Generalmente no reaccionan químicamente con los polímeros. Los propios plastificantes imparten plasticidad a los polímeros duros, haciéndolos más fáciles de moldear. Los plastificantes confieren a los plásticos diversas propiedades adecuadas para el uso previsto. El uso industrial de plastificantes comenzó en 1868, cuando Hyatt utilizó alcanfor en nitrocelulosa para convertirla en plástico. Los plastificantes se utilizan generalmente en resinas termoplásticas tales como acetato de celulosa, nitrocelulosa, polimetacrilato de metilo, poliestireno, acetato de polivinilo, polivinilbutiral y cloruro de polivinilo. Entre ellos, el uso de plastificantes es el más importante y la mayor cantidad es cloruro de polivinilo. La cantidad general agregada es del 35% al ​​60% de cloruro de polivinilo. Requisitos de rendimiento de los plastificantes: un plastificante ideal debe tener las siguientes condiciones: buena compatibilidad con la resina, es decir, el material que se procesa puede acomodar la mayor cantidad de plastificante posible y formar un sistema de plastificación uniforme y estable Velocidad de plastificación alta y rápida; buena durabilidad (baja volatilidad, baja fluidez, alta resistencia a la extracción, buena estabilidad ambiental (resistencia a la luz, resistencia al calor, resistencia al frío, resistencia bacteriana, aislamiento eléctrico, resistencia química, buena resistencia a la luz, resistencia al calor, resistencia al frío, resistencia bacteriana, aislamiento eléctrico); , resistencia química y retardante de llama); buena higiene (no tóxico para los seres humanos, animales y cultivos) Tóxico, no contaminante, insípido); incoloro, buena miscibilidad; buen aislamiento eléctrico; De hecho, ningún plastificante puede cumplir todas las condiciones anteriores. En la cooperación real, la mayoría de los dos o más plastificantes se utilizan al mismo tiempo para aprender de los puntos fuertes de cada uno. Para obtener el mejor efecto plastificante y cumplir con requisitos de rendimiento integrales. El mecanismo de acción de los plastificantes: existen fuerzas interactivas entre macromoléculas lineales de termoplásticos. Esta fuerza física proviene de las fuerzas de van der Waals (fuerzas electrostáticas, fuerzas de inducción y fuerzas de dispersión) y enlaces de hidrógeno, y su tamaño está relacionado con la estructura del polímero. En términos generales, las moléculas polares tienen fuerzas mayores que las moléculas apolares. La fuerza intermolecular no sólo le da al polímero una cierta resistencia mecánica, sino que también afecta su moldeo y procesamiento y muchas otras propiedades. La esencia del procesamiento de resinas termoplásticas es mediante calentamiento. Mejorar la actividad de las moléculas de polímero, debilitar las fuerzas intermoleculares y hacerlas plásticas. Sin embargo, a menudo se encuentran dificultades con ciertos polímeros con fuerte polaridad, grandes fuerzas moleculares e inestabilidad térmica. Por ejemplo, el cloruro de polivinilo es un polímero muy polar con fuertes fuerzas moleculares. Es necesario calentarlo a una determinada temperatura (por encima de 160 °C) para que adquiera plasticidad, pero este polímero es muy sensible al calor. La descomposición térmica severa comienza cuando se calienta a 130-140°C. Se vuelve marrón o negro. Debido a la fuerte fuerza entre las moléculas de PVC, los productos se vuelven duros y carecen de elasticidad y flexibilidad. El mecanismo de acción de los plastificantes es debilitar la fuerza entre las moléculas de polímero, reduciendo así la temperatura de ablandamiento, la temperatura de fusión y la temperatura de transición vítrea, reduciendo la viscosidad de la masa fundida, aumentando su fluidez y mejorando la procesabilidad del polímero y la flexibilidad de el producto. Hasta el momento no existe una teoría unificada. Generalmente se cree que los plastificantes se insertan entre macromoléculas poliméricas y debilitan las interacciones intermoleculares. En concreto, existen tres formas: (1) El efecto de aislamiento de los plastificantes entre macromoléculas. Aumentar la distancia entre ellos, debilitando así la fuerza intermolecular, para explicar el efecto plastificante de añadir plastificantes no polares a polímeros no polares. (2) Está prohibido que la parte no polar del plastificante enmascare el efecto de los grupos polares del polímero para que los grupos polares de las moléculas de polímero adyacentes no interactúen. (3) Efecto de acoplamiento El grupo polar de un determinado plastificante está acoplado con el grupo polar de la molécula de polímero. Destruye las conexiones polares de las moléculas de polímero originales, debilitando así su fuerza.

Selección de plastificante Elegir el plastificante adecuado para una determinada resina o determinado producto no es fácil hacer un juicio preciso. Según la experiencia acumulada, los factores que deben considerarse incluyen: el desempeño del plastificante en sí; el desempeño de la resina; la adaptabilidad del plastificante al control de costos, etc. La compatibilidad es particularmente importante para los plastificantes y es la propiedad básica que debe considerarse primero al seleccionarlos. La llamada compatibilidad se refiere a la afinidad mutua cuando se mezclan dos o más sustancias. Una buena compatibilidad puede formar un sistema mixto uniforme. El plastificante tiene buena compatibilidad con la resina, la eficiencia plastificante es alta y el plastificante no se segrega ni rezuma. El producto tiene buena flexibilidad y larga vida útil. No existe una base absoluta para la compatibilidad de los plastificantes en los polímeros. Se juzga principalmente en base a pruebas coincidentes y a la experiencia. Los principales métodos para evaluar la compatibilidad de los plastificantes incluyen el método de observación, el método del parámetro de solubilidad y el método de la constante dieléctrica. Cabe señalar que estos métodos tienen ciertas limitaciones de uso. La observación es una forma conveniente de evaluar la compatibilidad. Mezclar plastificante, resina y disolvente adecuado en determinadas proporciones. Se prepara una solución homogénea y luego se vierte en una película. Observe la transparencia de la película para juzgar la compatibilidad. Una película uniforme y transparente indica buena compatibilidad, mientras que una película borrosa indica mala compatibilidad. El principio del parámetro de solubilidad es que cuanto más cercana sea la polaridad, más fácil será disolverse entre sí. Cuanto más cercano sea el parámetro de solubilidad del plastificante al de la resina, mejor será la compatibilidad entre los dos. La constante dieléctrica es función de la polaridad de la molécula y se ve fuertemente afectada por los momentos dipolares y los enlaces de hidrógeno. La constante dieléctrica se puede utilizar como parámetro para juzgar la compatibilidad de los plastificantes. Según los resultados de la investigación del PVC, la constante dieléctrica de los plastificantes está entre 4 y 8, lo que tiene buena compatibilidad con la resina. Para una determinada fórmula, es imposible alcanzar valores óptimos para todas las propiedades del producto. Algunas propiedades tienden a ser contradictorias. entonces. Al elegir un plastificante, primero debe asegurarse de que cumpla con los principales requisitos de rendimiento. Por supuesto, también se deben sopesar cuidadosamente otras propiedades. En ocasiones el efecto de uso o valor comercial del producto se ve seriamente afectado al descuidar algunas propiedades que se consideran secundarias, como el color, propiedades antibacterianas, etc. Principal plastificante a base de disolvente 1 ftalatos Los ftalatos se componen de 1 mol de anhídrido ftálico y 2 moles de un alcohol monohídrico ligeramente correspondiente en un catalizador ácido fuerte (ácido de Lewis, homopolímero, heteropolímero, resina de intercambio iónico) generado por reacción de calentamiento. Los alcoholes monohídricos (o fenoles) seleccionados incluyen metanol, etanol, n-butanol, isobutanol, octanol, n-octanol, alcohol isooctílico, sec-octanol, ciclohexanol, metilciclohexanol, heptanol y alcohol nonílico, alcohol isononílico, decanol, isodecilo. alcohol, alcohol bencílico, undecanol, tetradecanol, alcohol miristílico, fenol, metoxietanol, etoxietanol, butoxietanol, etc. Actualmente, el consumo de plastificantes ftalatos es muy elevado. La producción industrializada por lotes continuos de los productos correspondientes apareció antes y tiene las características de buenos beneficios económicos y calidad estable del producto. también. Para satisfacer las necesidades de producción de variedades múltiples y pequeños lotes de otros plastificantes. También existen los llamados dispositivos de producción de uso general que utilizan equipos de uso general para la producción intermitente. Ambos pueden producir ftalatos. También se pueden producir diversos ésteres de ácido dibásico alifático, trimelitatos, compuestos epoxi, poliésteres y otros plastificantes. Los ftalatos son ftalatos de dialquilo. Han dominado la industria de los plastificantes desde 1933. Es la variedad más importante en la industria de los plastificantes. Los ésteres de ftalato tienen las características de trabajo más ideales y las materias primas son fácilmente disponibles, de bajo costo y tienen las propiedades integrales de varios plastificantes. Los plastificantes de ftalato son los más utilizados en las resinas de PVC. Representa aproximadamente el 80% del mercado de plastificantes. El ftalato de dimetilo (DMP), el ftalato de dietilo (DEP) y el ftalato de dibutilo (DBP) son altamente polares y adecuados para la plastificación de butiral con celulosa, acetato de polivinilo y alcohol polivinílico. Hay tres isómeros de ftalato de dibutilo: éster de di-n-butilo, éster de di-isobutilo y éster de di-sec-butilo, de los cuales el éster de di-n-butilo es el más comúnmente utilizado. Tienen la mejor compatibilidad con el cloruro de polivinilo y pueden convertirse en productos plásticos más blandos. Sin embargo, sus desventajas son su alta volatilidad y su gran solubilidad en agua. El éster diisobutílico y el éster di-sec-butílico se han desarrollado en los últimos años con el desarrollo de la industria petroquímica. Pueden reemplazar parcialmente el uso del éster dibutílico, pero su eficiencia plastificante es ligeramente menor. El ftalato de dioctilo tiene cuatro isómeros: éster di(2-etilhexílico) (DOP), éster diisooctilo (DIOP), éster di-sec-butílico (DCP) y éster di-n-octilo (DNOP), su rendimiento general es mejor. Entre ellos, el éster diisooctílico y el éster di-sec-octilo son menos tóxicos. Se pueden utilizar para envases de alimentos que contengan mucha humedad.

El éster di-n-octilo es un producto exitoso sintetizado en los últimos años y su rendimiento es mejor que el DOP. El éster diisooctílico es un éster mixto, compuesto aproximadamente de éster 3,4 dimetilhexilo, éster 4,5 dimetilhexilo, éster 2,4-dimetilhexilo, éster 3 o 5 metilhexilo y otras composiciones de ésteres de alcohol primarios. El ftalato de dinonilo (DNP) tiene baja volatilidad y buena resistencia al envejecimiento a altas temperaturas. El ftalato de diisodecilo (DIDP) y el ftalato de ditridecilo (DTDP) son ftalatos con cadenas alquílicas de alcohol más largas, baja volatilidad y buena resistencia al calor. Especialmente indicado para alambres y cables resistentes a altas temperaturas. Se desarrollaron con éxito alcoholes lineales mixtos. Creó una historia de producción industrial a gran escala de ftalatos de alcohol lineal. Los alcoholes tienen un número par de esqueletos carbonados. Aquellos con una proporción de cadena lineal superior al 90% se denominan alcoholes lineales, y aquellos con una proporción de cadena lineal superior al 50% se denominan alcoholes cuasilineales. El rendimiento de los ftalatos de alcohol lineales es relativamente completo, no solo tiene baja volatilidad, sino que también tiene un buen rendimiento a baja temperatura. Son especialmente adecuados para parabrisas y salpicaderos de automóviles antivaho y cables resistentes a altas temperaturas. En términos generales, las moléculas de plastificante éster tienen estructuras de cadena lateral. Tiene un impacto negativo en la eficiencia de la plastificación, la curvatura suave y la resistencia a la volatilidad. Junto con el desarrollo de los oxoalcoholes, también se han desarrollado ftalatos con cadenas laterales altas. Entre ellos, el ftalato de diisodecilo y el ftalato de di(tridecilo), que son menos volátiles, se están desarrollando rápidamente. Los ésteres de ftalato de alcoholes mixtos generalmente funcionan mejor que los ésteres de alcoholes simples. El ftalato de butil bencilo (BBP), el ftalato de butilo octil (BOP), el ftalato de n-octil n-hexilo (DNODP-610), el ftalato de n-octil n-decilo (DNODP-8l0) generalmente pueden cumplir con los requisitos de aislamiento y indicadores de calidad alimentaria. . El ftalato de dibencilo tiene una rápida velocidad de fusión en caliente y es fácil de procesar. La característica más importante del ftalato de dibencilo es que hace que el cloruro de polivinilo plastificado sea resistente a la contaminación y a la extracción de agua. La cantidad de extracción de aceite animal es solo 1/5 ~ 1/10 de DOP, por lo que a menudo se usa junto con otros plastificantes. Se utiliza en la producción de baldosas, materiales decorativos para pavimentos, cartón ondulado y otros productos plásticos con alto contenido de relleno. Mezclado con DOP para producir películas y cuero artificial. Proporciona a los productos una excelente transparencia y suavidad superficial. Cuando se utiliza con etilcelulosa, puede producir láminas, películas, productos moldeados y adhesivos termofusibles transparentes. 2 Fosfato de tricresilo Con el uso cada vez mayor de cloruro de polivinilo blando en el transporte, la decoración del hogar y otros campos y la mejora de la conciencia sobre la seguridad, los requisitos para los plastificantes retardantes de llama también son cada vez más altos. Entre ellos, los plastificantes retardantes de llama de éster de fosfato se están desarrollando rápidamente. Los ésteres de fosfato se obtienen haciendo reaccionar tricloruro de fósforo o tricloruro de fósforo con alcoholes (igual que los ftalatos) o fenol. La reacción de los alcoholes grasos con el tricloruro de fósforo se produce más fácilmente que la reacción del cresol con el tricloruro de fósforo. Por lo tanto, los fosfatos de trialquilo se preparan habitualmente a temperaturas más bajas, mientras que los fosfatos de trifenilo y los fosfatos de trifeniltolilo deben sintetizarse a temperaturas más altas. Los ésteres alquilarílicos mixtos de ácido fosfórico se preparan haciendo reaccionar primero tricloruro de fósforo con una proporción de grupos arilo y luego añadiendo un alcohol alquílico gota a gota a baja temperatura. Además de su efecto plastificante, el plastificante de fosfato también tiene un efecto retardante de llama. Es un plastificante multifuncional. El éster de fosfato tiene buena compatibilidad con cloruro de polivinilo, fibras desordenadas, polietileno, poliestireno y otras resinas y caucho sintético. Se utilizan como plastificantes de celulosa desde hace más de 100 años. Pero su desarrollo real está relacionado con el auge del cloruro de polivinilo. Hay cuatro tipos de plastificantes de fosfato: trialquilfosfatos, triarilfosfatos, alquilarilfosfatos y fosfatos clorados. El efecto plastificante de los plastificantes de éster fosfato en PVC varía mucho según la estructura. En general, la eficacia plastificante disminuye al aumentar la aromaticidad. El orden de solubilidad se invierte. Por ejemplo, los fosfatos de triarilo tienen mejores propiedades retardantes de llama que los fosfatos de trialquilo, pero tienen poca compatibilidad. Los alquildiarilfosfatos tienen buena retardancia de llama y eficiencia plastificante. Los fosfatos de trialquilo tienen propiedades particularmente buenas a bajas temperaturas, pero son muy volátiles. El fosfato de tricresilo tiene un rendimiento deficiente a bajas temperaturas, pero tiene menos pérdida de volatilidad. Los ésteres de fosfato son generalmente muy tóxicos y el fosfato de difeniloctilo no se puede utilizar en aplicaciones de envasado de alimentos. Además, cuando se utilizan plastificantes de fosfato como componente principal del sistema plastificante. Habrá una estabilidad térmica reducida, que es una de las razones por las que los plastificantes de fosfato no se pueden utilizar como plastificante principal. El representante del fosfato de triarilo es el fosfato de trimetilfenilo (TCP). Se derivan de o-cresol y m-cresol. El alquildiarilfosfato más utilizado es el difenilmonooctilfosfato (2EHDPP).