مواد پایه زیستی به عنوان نرم کننده PVC
بسپار/ ایران پلیمر استرهای فتالات به دلیل کاربردهای مختلف و اثرات مضر بر سلامتی به دلیل وجود گروه فتالات، مورد توجه قرار گرفته اند؛ به همین دلیل، پیدا کردن جایگزین برای مشتقات فتالات ضرورت یافته است. استرهای فتالات معمولا به‌عنوان نرم کننده در ترکیبات بسپاری استفاده می شوند، به‌ویژه در پلیوینیلکلرید (PVC). با توجه به تحقیقات انجام شده در 18 سال اخیر، روغن های گیاهی اپوکسیدارشده (epoxidized vegetable oils) یکی از گزینه های مناسب به‌عنوان جایگزین برای استرهای فتالات بوده، زیرا می توانند در مصارف مختلف استفاده شوند؛ سازگار با محیط زیست هستند و منابعی ماندگار (sustainable) دارند. با این حال، بسیاری از روشهای تولید این روغنهای گیاهی از طریق اپوکسیدارشدن سنتی است که روی یاریگرهای (catalyst) همگن و غیرقابل استفاده مجدد متمرکز میشوند. این نوع یاریگر باعث چندین مشکل در فرایندهای بعدی میشود؛ بنابراین، فرایند اپوکسیدارشدن انتخابی روغنهای گیاهی نیازمند سامانههای یاریگری جدیدی است که زیستسازگارتر باشند. این مقاله اثرات مضر بر سلامتی درنتیجهی قرار گرفتن در معرض محصولات فتالات را بررسی میکند و استفاده از منابع گیاهی–شیمیایی (oleochemical) به‌عنوان جایگزین برای استرهای فتالات را مورد بررسی قرار میدهد و روشهای مختلفی برای اپوکسیدارشدن روغنهای گیاهی توصیف میکند. در نهایت، اهمیت استفاده از اپوکسی و ترکیبات پایه زیستی را به‌عنوان نرم کننده در تولید PVC نشان میدهد.
مقدمه
در طول دهه گذشته، PVC یکی از بزرگترین گرمانرم های مورد استفاده برای کاربردهای متعددی نظیر کاربردهای تجاری و خانگی، اسباب بازی، تغذیه نوزادان، تجهیزات پزشکی، بستهبندی مواد و غیره است. PVC ساختاری سخت و شکننده دارد که در نتیجهی وجود پیوندهای دوقطبی Cl–C است، جاییکه برهمکنشی بین زنجیرهای PVC وجود دارد و باعث محدود کردن حرکت زنجیرها میشود. به‌منظور بهبود خواص مکانیکی و حرارتی PVC، نیاز به افزودن نرمکنندهای سازگار است. این ماده از طریق ایجاد فاصله بین مولکولهای PVC، باعث کاهش برهمکنش بین بخشهای زنجیرهای بسپار شده که منجر به کاهش چسبندگی مولکولی میشود. به‌علاوه، افزودن نرمکننده به PVC، باعث کاهش مدول کشسان و دمای گذار شیشهای میشود که این امر منجر به بهبود فرایندپذیری PVC خواهد شد. با این حال، اکثر نرم کنندهها، به‌طور شیمیایی با زنجیرهای PVC پیوند برقرار نمیکنند که این باعث نفوذ نرم کننده از محصول به محیط اطراف میشود. از این رو، مطالعه در زمینه ی در معرض قرار گرفتن با این ترکیبات، تبدیل به بخش مهمی از حفظ سلامت عمومی و جلوگیری از اثرات نامطلوب شده است.
نرم کننده های متعددی در فرایند PVC استفاده میشوند که یکی از آنها استرهای فتالات است. استرهای فتالات از فراوردههای پتروشیمی بوده و بیشترین استفاده را به‌عنوان نرم کننده در PVC دارند (بیش از 80 درصد سهم بازار نرم کنندههای PVC). مواد دارای گروه استر فتالات بسیار در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند که شامل دی-ایزودسیل فتالات (DIDP)، دی 2-اتیل هگزیل فتالات (DEHP)، دی-اکتیل فتالات (DOP) و دی ایزونونیل فتالات (DINP) است. همه ی نرم کنندههایی که در صنعت مورد استفاده اند، خواص شیمیایی و فیزیکی مشابهی دارند. اکثر نرم کننده های فتالات، سمی بوده و ممکن است به دلیل مهاجرت آنها از بستر (matrix) بسپار، باعث اختلال در سامانه تولیدمثل و هورمون درونزاد (endogenous) شوند؛ بنابراین استفاده از یک جایگزین زیستسازگار و ماندگار به‌جای استرهای فتالات توصیه شده است این مواد از منابع تجدیدپذیر هستند و نسبت به فتالات تجاری مطمئنتر خواهند بود.
برگردان: مهندس زهرا شاهرودی
(ادامه دارد…)
متن کامل این گفت و گو را که در ویژه نامه 200امین شماره ماهنامه بسپار در نیمه خردادماه منتشر شده است، بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.
