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

[email protected]

 

(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.