اختصاصی بسپار/ نوآوری زیست‌‌پایدار در افزودنی‌‌های PVC

بسپار/ ایران پلیمر توسعه فناوری افزودنی‌‌های پلی‌‌وینیل‌‌کلرید (PVC) به منظور توسعه گزینه‌‌های زیست‌‌پایدارتر برای ساخت، بسته‌‌بندی و دیگر کاربردها هدف‌‌گذاری شده است که در این مقاله به برخی از آن‌‌ها اشاره شده است.

فشار برای زیست‌‌پایداری (sustainability) بیشتر و نقش فزاینده قوانین حاکم، توسعه جایگزین‌های محصولات قدیمی را در بازار افزودنی‌های بسپار پلی‌وینیل کلرید (PVC)، از جمله محصولات مبتنی بر فناوری قلع و فلزات سنگین، شدت می‌بخشد. هم‌‌چنین، افزودنی‌‌هایی که می‌‌توانند آهنگ بازیافت PVC را افزایش دهند، در دست توسعه هستند. برخی در حال حاضر و برخی بعد از تحقیقات و ارزیابی‌‌ها به بازار می‌‌رسند.
بعضی پایدارکننده‌های بر پایه قلع برای PVC در زمان‌های اخیر توجه قانون‌‌گذاران اروپا را به خود جلب کرده‌اند و به گفته شرکت Baerlocher، پایدارکننده‌های بر پایه کلسیم می‌توانند یک جایگزین برای این هدف، ارایه دهند. رئیس بخش تحقیق و توسعه این شرکت می‌‌گوید که فعالیت‌‌های نظارتی یکی از محرک‌‌های اصلی توسعه هستند. پایدارکننده‌‌های قلع برای PVC سال‌‌ها است که در کانون توجه نهادهای نظارتی بوده‌‌اند و در گذشته، مطالعات زیادی برای ارزیابی پایدارکننده‌‌های اکتیل و متیل قلع انجام شده است.
علاوه بر این، فعالیت‌های فعلی نماینده مواد شیمیایی اروپا (ECHA) جهت ارزیابی PVC و افزودنی‌های آن، روی پایدار‌کننده‌های قلع متمرکز شده است. این امر باعث پیشرفت مداوم پایدارکننده‌‌های جایگزین بر پایه کلسیم در برابر شیمی انواع بر پایه قلع معمول شده است. در بسیاری از زمینه‌های کاربردی، مانند رانشگری فیلم نرم‌‌شده یا فشرده صلب و ورق اسفنجی، پیشتر جایگزین‌های بر پایه کلسیم سهم بازار مناسبی را به دست آورده‌اند و می‌‌توانند این موضوع را ثابت کنند که این نوع جایگزین‌ها قابل استفاده هستند.
هم‌‌چنین به گفته رئیس بخش تحقیق و توسعه این شرکت، بزرگ‌ترین کاربرد پایدار‌کننده‌های قلع در تولید یک فیلم غلتک¬رانی شده (calendered) صلب و اغلب شفاف برای بسته‌بندی است. اگر بسته‌‌بندی برای استفاده در مواد غذایی در نظر گرفته شده است، افزودنی‌‌ها باید برای کاربردهای در تماس با مواد غذایی واجد شرایط باشند. پایدارکننده‌‌های قلع مایع مانند DOTE یا DMTE (نام اختصاری پایدارکننده‌‌های گرمایی است) به طور کامل با بستر PVC قابل‌‌امتزاج هستند و در حین فرایند حل می‌‌شوند تا مانع شفافیت نشوند. آن‌‌ها هم‌‌چنین برای تماس با مواد غذایی تایید شده‌‌اند و علاوه بر این، DOTE برای استفاده در کاربردهای پزشکی مورد تایید است.
وی افزود که فرایند غلتک‌‌رانی به پایداری گرمایی خوب و مهم‌‌تر از آن به مقدار بسیار محدودی روان‌‌کاری نیاز دارد. او می‌گوید پایدار‌کننده‌های قلع مانند دی‌اوکتیل تینبیس (2-اتیل هگزیل تیوگلیکولات) (DOTE) یا دی‌متیل تین بیس (2-اتیل هگزیل تیوگلیکولات) (DMTE) تنها روان‌کاری محدودی را فراهم می‌کنند که آن‌‌ها را پایدارکننده مناسبی برای این نوع فرایند، محسوب می‌کند.
شرکت Baerlocher می‌‌گوید که برای رانشگری پروفیل PVC صلب، یک پایدارکننده معمول بر پایه کلسیم می‌‌تواند در اطراف جاذب‌های اسید معدنی مانند زئولیت‌‌ها یا هیدروتالسیت‌‌ها طراحی شود. علاوه بر این، حاوی صابون‌های فلزی، به‌ویژه صابون‌های کلسیم و روی، برای ایجاد پایداری از طریق سازوکار شناخته‌شده جایگزینی اتم‌های کلر حساس توسط بخش‌های استئارات است.
اما، این شرکت می‌گوید که این ترکیبات تک‌جزئی پایدارکننده بر پایه کلسیم می‌توانند برخلاف الزامات غلتک‌‌رانی صلب باشند. صابون‌های فلزی مانند استئارات روی یک اثر روان‌کنندگی خارجی به نسبت قوی ایجاد می‌کنند که باعث ایجاد مشکلاتی در غلتک‌‌رانی می‌شود. در جایی که فرمول‌‌بندی‌‌ها از مفهوم متداول کلسیم-روی جایگزینی اتم کلر حساس استفاده می‌‌کند، باید از سایر اجزای کلسیم و روی غیرروان‌‌کننده استفاده شود.
جاذب‌‌های اسید معدنی یا حذف‌‌کننده‌‌های محصولات جانبی واکنش در PVC نامحلول هستند و پس از فرایند، ذرات معدنی درون بستر PVC باقی می‌مانند. اگرچه این ذرات معدنی به خوبی توزیع شده‌‌اند، بسته به انتخاب دقیق و مقدار مورد استفاده، می‌‌توانند تیرگی (haziness) یا پشت¬پوشی (opacity) را در کاربردهای فیلم شفاف ایجاد کنند. به گفته این شرکت، با انتخاب دقیق جاذب‌‌های اسید، همراه با مقدار مناسب، می‌‌توان به شفافیت دست یافت. با این حال، تمایل به ظاهر پشت¬پوش به خصوص در فیلم‌‌ها یا ورق‌‌های ضخیم، ممکن است ادامه یابد. در جاهایی که شفافیت لازم نیست، انتخاب جاذب‌‌های اسید آسان‌‌تر است، اما تنظیم روغن‌‌کاری به همان اندازه ضرورت دارد.

برگردان: مهتاب قاسمی تودشکچوئی

[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 253 ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه 1402 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.