اختصاصی بسپار/ تولید نرم‌‌کننده‌‌هایی برای آینده PVC

بسپار/ایران پلیمر جدیدترین نوآوری‌ها در نرم‌‌کننده‌‌های پلی‌‌وینیل ‌‌کلرید (PVC) نگرانی‌های سلامتی و زیست‌محیطی را در حالی‌‌که نویدبخش هزینه و کارایی بهتر هستند، برطرف می‌کنند. در این مقاله جدیدترین نوآوری‌ها در این حوزه آورده شده است.

در شرایطی که نرم‌کننده‌های (plasticiser) مرسوم هم‌‌چنان با فشار در مورد نگرانی‌های بالقوه سلامتی و زیست‌‌محیطی مواجه هستند، جایگزین‌هایی برای این افزودنی‌های ضروری در صنعت PVC انعطاف‌پذیر هم‌‌چنان به‌‌وجود می‌آیند. آخرین پیشرفت‌ها شامل محصولات جایگزین فتالات از هر دو نوع زیست‌‌پایه و با وزن مولکولی زیاد می‌شود و بسیاری از تولیدکنندگان بر نرم‌کننده‌های با کاربردی خاص تمرکز دارند که مزایایی را اعم از بهبود وضعیت (profile) سم‌‌شناختی و کاهش اثرات زیست‌‌محیطی ارایه می‌دهند، در حالی که به‌‌طور هم‌‌زمان مشخصات عملکردی مانند پایداری گرمایی، خواص مکانیکی، مقاومت در برابر مهاجرت یا کارایی را افزایش می‌‌دهند.
شرکت برزیلی Innoleics با تولید دو گونه چندمنظوره جدید که در حال حاضر در بازار برزیل عرضه شده‌‌اند، به گسترش سبد محصولات نرم‌‌کننده‌‌های زیست‌‌پایه اولیه خود ادامه می‌‌دهد و به گفته مدیر این شرکت در ایالات‌‌متحده ‌‌آمریکا، این محصولات با موفقیت دی‌‌ایزونونیل ‌‌فتالات (DINP) و دی‌‌اکتیل ‌‌ترفتالات (DOTP) را در فرمول‌‌بندی‌‌های نرماسُل (plastisol) (رزینی وینیلی که به‌‌صورت سُل در یک نرم‏‌‌کننده حل می‏‌‌شود، مترجم) جایگزین کرده‌‌اند. این مواد در حال حاضر در سطح بین‌‌المللی قابل دسترسی می‌‌باشند. شرکت Innoleics در ایالات‌‌متحده ‌‌آمریکا پشتیبانی فنی محلی در بازار آمریکای شمالی و شرکت Varteco Iberica در اروپا را عهده‌‌دار هستند.
گونه‌‌های GPe 9 و GPe 10 این شرکت به عنوان نرم‌‌کننده‌‌های زیست‌‌پایدار برای استفاده در آمیزه‌‌های s-PVC (گونه تعلیقی، suspension) و نرماسل‌‌ها توصیف می‌‌شوند. آن‌‌ها با استفاده از فناوری اصلاح شیمیایی روغن گیاهی Innoleic تولید می‌‌شوند و به گفته این شرکت منجر به ایجاد یک نرم‌‌کننده اولیه بدون فتالات می‌‌شود که مشکلات مربوط به سازگاری که می‌‌تواند با انواع روغن سویا اپوکسی‌‌دار شده (ESO) رخ دهد را نشان نمی‌‌دهد. شرکت Innoleics، اسیدهای چرب روغن سویا را در معرض واکنش استری‌‌شدن تبادلی (transesterification)، اپوکسی‌‌دار کردن (epoxidation) و آسیل‌‌دار کردن (acylation) قرار می‌‌دهد تا موادی تولید کند که سازگاری بهتری با PVC و فراریت کمتری داشته باشند و به کاربردهای با کارایی عالی کمک کنند.
گفته می‌شود که هر دو نرم‌کننده‌‌ی چندمنظوره در مقایسه با فرمول‌های چندمنظوره رقبا، ویژگی دماهای کمتر ژل‌‌شدن (gelation) و هم‌‌جوشی (fusion) نرماسل را دارند و هم‌‌چنین به دلیل گروه‌های اپوکسی ذاتی خود، پایداری گرمایی بهتری نشان می‌‌دهند. این شرکت می‌گوید فرمول‌‌بندی‌ها امکان جایگزینی کامل ESO را به عنوان یک پایدارکننده کمکی (co-stabiliser) فراهم می‌‌سازند که به گفته این شرکت فرمول‌‌بندی را ساده می‌‌کند و موجودی مواد اولیه و واحدهای نگهداری موجودی (SKU) را کاهش می‌‌دهد.
ادعا می شود که هر دو گونه، زمان خشک‌‌شدن بهتری در آمیزه‌‌های PVC تعلیقی و ردپای کربن کمتری فراهم می‌‌کنند. هم‌‌چنین گفته می‌‌شود که این مواد افزایش‌ برون‌‌داد (throughput) که می‌‌تواند هزینه‌‌های تولید را کاهش دهد و کاهش دماهای کم گرمخانه (oven) که می‌‌تواند هزینه‌‌های انرژی را کاهش دهد، فراهم می‌‌کنند. هنگامی‌‌که این گونه‌‌های جدید به‌عنوان جایگزینی برای نرم‌‌کننده‌‌های چندمنظوره پایه نفتی استفاده می‌شوند، می‌توانند شفافیت و براقیت سطح بیشتری را به محصول نهایی ببخشند.
این شرکت می‌گوید GPe 9 یک گونه با هزینه کمی کمتر برای استفاده در کاربردهایی است که مشخصات آن‌‌ها بحرانی نیستند. این گونه، افت جرم معقولی در مقایسه با نرم‌کننده‌های چندمنظوره پایه نفتی نشان می‌دهد، اما گفته می‌شود که فراریت بیشتر، آن را برای کاربردهای کمتر حساس به فراریت مناسب‌تر می‌کند. هم‌‌چنین به گفته شرکت، پیرشدگی گرانروی کمی بیشتر ممکن است نیاز به تنظیمات فرمول‌‌بندی نرماسل‌‌ها داشته باشد.
گفته می‌‌شود که GPe 10 گرانروی و عملکرد پیرشدگی در گرمخانه خوبی را همراه با انعطاف‌‌پذیری بهتر در دمای کم، نشان می‌‌دهد. شرکت Innoleics می‌‌گوید که این گونه فراریت و پیرشدگی گرانروی مشابهی را در مقایسه با نرم‌کننده‌های چندمنظوره پایه نفتی نشان می‌‌دهد که به آن اجازه می‌دهد عمر مفید مشابهی را در محصولات نهایی با نیاز کمی به تنظیمات فرمول‌‌بندی ارایه دهد. هم‌‌چنین این گونه، انعطاف‌‌پذیری در دمای کم بهتری دارد.

محصولات زیست‌‌پایه
شرکت‌‌ آمریکایی Cargill، پیوسته در حال جستجوی نامی برای خود در خوراک اولیه زیست‌‌پایه از طریق نوآوری فنی و مالکیت می‌‌باشد. در سال 2021، این شرکت گروه نرم‌کننده‌های خود را با مالکیت کسب‌وکار اپوکسیدهای شرکت Arkema، که شامل یک کارخانه تولیدی در ایالت مینه‌‌سوتا ایالات‌‌متحده و متخصص در روغن‌های گیاهی اپوکسی‌‌دارشده بود، گسترش داد.
روغن‌های گیاهی اپوکسی‌‌دارشده اجزای اصلی در نرم‌‌کننده‌‌ها و پلی‌اُل‌های زیست‌‌پایه شرکت Cargill هستند. مدیر کسب‌‌وکار زیست‌‌صنعتی شرکت Cargill، هنگام اعلام مالکیت گفت، افزودن این قابلیت به شرکت امکان می‌دهد تا در زنجیره ارزش پلی‌ال نوآوری کند و روغن گیاهی خود را به آمیزه‌‌های بسیار کاربردی تبدیل کند که مزایایی مانند انعطاف‌پذیری، دوام و پایداری گرمایی را برای طیف گسترده‌‌ای از محصولات صنعتی به همراه دارد.
این معامله هم‌‌چنین شامل گونه‌‌های روغن‌‌های گیاهی اپوکسی‌‌دارشده، سویا و بذر کتان از خانواده Vikoflex و Vikolox شرکت Arkema و نیز پلی‌بوتن اپوکسی‌‌دارشده Vikopol به‌عنوان چسب و تقویت‌کننده اپوکسی و دی‌‌اُل‌های آلیفاتیک Vikinol می‌شود. این مواد اکنون در سبد محصولات زیست‌‌صنعتی شرکت Cargill گنجانده شده است.
شرکت Cargill محصولات زیست‌‌صنعتی خود را با نرم‌کننده جدید زیست‌‌پایه به نام Biovero که بیشتر برای محصولات کف‌‌پوش رانشگری‌‌شده و غلتک‌‌کاری‌‌شده (calendered) طراحی شده است، گسترش داد؛ اما این محصول می‌تواند برای انواع کاربردهای دیگر تولید PVC، از جمله تولید پارچه‌‌ها، سیم، کابل و ورق‌‌ها و فیلم‌های پلاستیکی استفاده شود (شکل 1).

برگردان: مهندس پدرام ملائکه
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 261 ماهنامه بسپار که در نیمه تیرماه 1403 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.