تا همین 20 سال پیش که خبری از TPE و TPV های متنوع امروزی نبود، PVC تنها کاندیدای پلیمری بود که امکان تولید آن با سختی های مختلف وجود داشت، مانند لاستیک ها به فرایند پخت نیاز نداشت و پاسخگوی بسیاری از کاربری ها مانند شلنگ های ساده، کفش و دمپایی، چرم مصنوعی، روکش کابل و … بود. دلیل محبوبیت PVC در این کاربردها، امتزاج پذیری خوب آن با روغن های نرم کننده موجود بود. در ایران نیز به دلیل تولید PVC توسط پتروشیمی ایران – ژاپن سابق یا همان بندر امام فعلی، و همچنین وجود روغن نرم کننده DOP، PVC های نرم جایگاه ویژه ای داشتند و یکی از قدیمی ترین پلیمرهای شناخته شده در ایران هستند. این بخش نرم کننده (Plasticizer) یا همان پلاستی سایزرهای مورد مصرف در تولید PVC های نرم را معرفی و بررسی خواهد کرد.
هر ساله بیش از 8 میلیون تن انواع پلاستی سایزر در سراسر جهان تولید می شود، که از این مقدار 95 درصد آن برای تولید PVC نرم استفاده می شود. DOP (Dioctyl phthalate) هنوز هم بیشترین سهم مصرف را، بالغ بر 87 درصد، بین نرم کننده ها دارد. مهمترین ویژگی های یک نرم کننده خوب مطابق زیر است:
- قیمت مناسب
- سازگاری کامل با PVC
- بی رنگ بودن
- بو نداشتن
- عدم فراریت
- ویسکوزیته مناسب برای فرایند
- سمی نبودن و تطابق برای کاربری در تماس با انسان و غذا
از نقطه نظر شیمیایی، نرم کننده ها در طبقه ای میان حلال و روان کننده های PVC قرار می گیرند. اثرات اضافه شدن پلاستی سایزرها به PVC در حین فرایند شکل دهی عبارتند از:
- بهبود جریان پذیری و کاهش اصطکاک میان دستگاه شکل دهی
- کاهش دمای شکل دهی
- کاهش ویسکوزیته
- بهبود پخش فیلر و دیگر افزودنی های موجود در فرمولاسیون
و تاثیراتی که نرم کننده ها در کالای نهایی ایجاد می کنند شامل موارد زیر است:
- بهبود نرم شدگی و انعطافپذیری ( کاهش مدول و استحکام مکانیکی و از طرفی افزایش ازدیاد طول در پارگی)
- بهبود ضربه پذیری و چقرمگی
- بهبود خواص آنتی استاتیک
- بهبود خواص سطحی و براقیت
بر اساس سختی و دیگر خواص مورد نیاز میزان، مقدار استفاده از پلاستی سایزرها تعیین می شود. این مقدار از حدود 20 phr تا بیش از 100 phr متغیر است. باید در نظر داشت چنانچه پلاستی سایزرها به مقدار کم به PVC اضافه شوند، برای مثال کمتر از 10 phr، ممکن است تاثیر معکوس داشته باشند. در حقیقت در این حالت به دلیل پر شدن فضای خالی موجود بین زنجیره های PVC و عدم نفوذ کامل نرم کننده به درون زنجیره ( به دلیل مقدار مصرف کم)، انعطاف پذیری PVC نسبت به حالت عادی کمتر نیز می شود و قطعه نهایی شکننده می شود. اما با افزایش غلظت و استفاده بیشتر از 10 phr، تاثیرات معرفی شده در بالا در قطعه نهایی ایجاد می شود.
مهمترین گروه شیمیایی نرم کننده ها، خانواده فتالات هستند و سرگروه این خانواده DOP است. اما در بخش بعدی به صورت مفصل تری خانواده های پر مصرف پلاستی سایزرها را معرفی خواهیم کرد و آن ها را در مقام مقایسه با یکدیگر بررسی می کنیم.
