สารทำให้คงตัว PVC คืออะไร

สารทำให้คงตัว PVCสารเติมแต่งเหล่านี้ใช้เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโคพอลิเมอร์ของมัน สำหรับพลาสติก PVC หากอุณหภูมิในการแปรรูปเกิน 160℃ จะเกิดการสลายตัวทางความร้อนและเกิดก๊าซ HCl ขึ้น หากไม่ยับยั้ง การสลายตัวทางความร้อนนี้จะรุนแรงขึ้น ส่งผลกระทบต่อการพัฒนาและการใช้งานของพลาสติก PVC

จากการศึกษาพบว่า หากพลาสติกพีวีซีมีสารเจือปนในปริมาณเล็กน้อย เช่น เกลือตะกั่ว สบู่โลหะ ฟีนอล อะโรมาติกเอมีน และสารอื่นๆ กระบวนการผลิตและการใช้งานจะไม่ได้รับผลกระทบ แต่การสลายตัวทางความร้อนอาจลดลงได้ในระดับหนึ่ง การศึกษาเหล่านี้ส่งเสริมการพัฒนาสารเพิ่มความคงตัวสำหรับพีวีซีอย่างต่อเนื่อง

สารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สารเพิ่มความคงตัวประเภทสารประกอบดีบุกอินทรีย์ สารเพิ่มความคงตัวประเภทเกลือโลหะ และสารเพิ่มความคงตัวประเภทเกลืออนินทรีย์ สารเพิ่มความคงตัวประเภทสารประกอบดีบุกอินทรีย์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์ PVC เนื่องจากมีความโปร่งใส ทนต่อสภาพอากาศได้ดี และเข้ากันได้ดี สารเพิ่มความคงตัวประเภทเกลือโลหะมักใช้เกลือแคลเซียม สังกะสี หรือแบเรียม ซึ่งให้ความเสถียรทางความร้อนที่ดีกว่า สารเพิ่มความคงตัวประเภทเกลืออนินทรีย์ เช่น ไตรเบสิกตะกั่วซัลเฟต ไดเบสิกตะกั่วฟอสไฟต์ เป็นต้น มีความเสถียรทางความร้อนในระยะยาวและเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี เมื่อเลือกสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่เหมาะสม คุณต้องพิจารณาสภาพการใช้งานของผลิตภัณฑ์ PVC และคุณสมบัติความคงตัวที่ต้องการ สารเพิ่มความคงตัวที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ PVC ทั้งทางกายภาพและทางเคมี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำหนดสูตรและการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าสารเพิ่มความคงตัวนั้นเหมาะสม การแนะนำโดยละเอียดและการเปรียบเทียบสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ต่างๆ มีดังต่อไปนี้:

สารทำให้คงตัวของออร์กาโนทิน:สารเพิ่มความคงตัวประเภทออร์กาโนทินเป็นสารเพิ่มความคงตัวที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับผลิตภัณฑ์พีวีซี สารประกอบเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์จากการทำปฏิกิริยาระหว่างออร์กาโนทินออกไซด์หรือออร์กาโนทินคลอไรด์กับกรดหรือเอสเทอร์ที่เหมาะสม

สารให้ความคงตัวประเภทออร์กาโนทินแบ่งออกเป็นประเภทที่มีกำมะถันและประเภทที่ไม่มีกำมะถัน สารให้ความคงตัวที่มีกำมะถันมีความคงตัวดีเยี่ยม แต่มีปัญหาเรื่องรสชาติและการย้อมสีข้ามประเภทคล้ายกับสารประกอบที่มีกำมะถันอื่นๆ สารให้ความคงตัวประเภทออร์กาโนทินที่ไม่มีกำมะถันมักใช้กรดมาเลอิกหรือเอสเทอร์ของกรดมาเลอิกครึ่งหนึ่งเป็นพื้นฐานสารทำให้คงตัวเมทิลทินมีประสิทธิภาพน้อยลงสารกันความร้อนพร้อมความเสถียรของแสงที่ดีกว่า

สารเพิ่มความคงตัวประเภทออร์กาโนทินส่วนใหญ่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหารและผลิตภัณฑ์พีวีซีโปร่งใสอื่นๆ เช่น ท่อใส

สารกันการเสื่อมสภาพของตะกั่ว:สารกันคงตัวของตะกั่วทั่วไป ได้แก่ สารประกอบต่อไปนี้: ไดเบสิกตะกั่วสเตียเรต, ไฮเดรตเต็ดไตรเบสิกตะกั่วซัลเฟต, ไดเบสิกตะกั่วพทาเลต และไดเบสิกตะกั่วฟอสเฟต

สารประกอบตะกั่วซึ่งเป็นสารกันความร้อนจะไม่ทำลายคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม การดูดซับน้ำต่ำ และความทนทานต่อสภาพอากาศภายนอกของวัสดุ PVC อย่างไรก็ตามสารทำให้คงตัวตะกั่วมีข้อเสีย เช่น:

- มีความเป็นพิษ;

- การปนเปื้อนข้าม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับกำมะถัน;

- ก่อให้เกิดสารตะกั่วคลอไรด์ ซึ่งจะทำให้เกิดคราบเป็นเส้นๆ บนผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

- อัตราส่วนที่มากเกินไป ส่งผลให้อัตราส่วนน้ำหนักต่อปริมาตรไม่เป็นที่น่าพอใจ

- สารเพิ่มความคงตัวที่มีส่วนผสมของตะกั่ว มักทำให้ผลิตภัณฑ์ PVC ขุ่นมัวทันทีและเปลี่ยนสีอย่างรวดเร็วหลังจากได้รับความร้อนเป็นเวลานาน

ถึงแม้จะมีข้อเสียอยู่บ้าง แต่สารเพิ่มความคงตัวของตะกั่วก็ยังคงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย สำหรับการเป็นฉนวนไฟฟ้า สารเพิ่มความคงตัวของตะกั่วเป็นที่นิยม เนื่องจากคุณสมบัติโดยรวมที่ดี จึงมีการนำไปผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ PVC ทั้งแบบยืดหยุ่นและแบบแข็งหลายชนิด เช่น ชั้นนอกของสายเคเบิล แผ่น PVC แข็งทึบแสง ท่อแข็ง หนังสังเคราะห์ และหัวฉีด

สารเพิ่มความคงตัวของเกลือโลหะ: สารเพิ่มความคงตัวของเกลือโลหะผสมสารเพิ่มความคงตัวเป็นสารประกอบที่เกิดจากการรวมกันของสารประกอบต่างๆ ซึ่งมักออกแบบตามการใช้งานและผู้ใช้ PVC เฉพาะด้าน สารเพิ่มความคงตัวประเภทนี้ได้พัฒนาจากการเติมแบเรียมซัคซิเนตและกรดแคดเมียมปาล์มเพียงอย่างเดียว ไปสู่การผสมทางกายภาพของสบู่แบเรียม สบู่แคดเมียม สบู่สังกะสี และฟอสไฟต์อินทรีย์ พร้อมด้วยสารต้านอนุมูลอิสระ ตัวทำละลาย สารเพิ่มปริมาณ สารเพิ่มความยืดหยุ่น สารให้สี สารดูดซับรังสียูวี สารเพิ่มความสดใส สารควบคุมความหนืด สารหล่อลื่น และกลิ่นรสสังเคราะห์ ดังนั้นจึงมีปัจจัยหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของสารเพิ่มความคงตัวในขั้นสุดท้าย

สารเพิ่มความคงตัวที่เป็นโลหะ เช่น แบเรียม แคลเซียม และแมกนีเซียม ไม่สามารถปกป้องสีเดิมของวัสดุ PVC ได้ แต่สามารถช่วยให้ทนความร้อนได้ในระยะยาว วัสดุ PVC ที่เติมสารเพิ่มความคงตัวด้วยวิธีนี้ จะเริ่มแรกจะมีสีเหลือง/ส้ม จากนั้นจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล และสุดท้ายจะกลายเป็นสีดำหลังจากได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่อง

สารเพิ่มความคงตัวแคดเมียมและสังกะสีถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเนื่องจากมีความโปร่งใสและสามารถรักษาสีเดิมของผลิตภัณฑ์ PVC ได้ อย่างไรก็ตาม ความคงตัวทางความร้อนในระยะยาวของสารเพิ่มความคงตัวแคดเมียมและสังกะสีนั้นแย่กว่าสารเพิ่มความคงตัวแบเรียมมาก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วโดยไม่มีสัญญาณเตือนล่วงหน้าหรือมีสัญญาณน้อยมาก

นอกจากปัจจัยเรื่องอัตราส่วนของโลหะแล้ว ผลของสารเพิ่มความคงตัวที่เป็นเกลือโลหะยังเกี่ยวข้องกับสารประกอบเกลือของพวกมันด้วย ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณสมบัติต่อไปนี้ ได้แก่ ความลื่นไหล การเคลื่อนที่ ความโปร่งใส การเปลี่ยนสีของเม็ดสี และความคงตัวทางความร้อนของ PVC ด้านล่างนี้คือสารเพิ่มความคงตัวที่เป็นโลหะผสมที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิด ได้แก่ 2-เอทิลคาโปรเอต ฟีนอลเลต เบนโซเอต และสเตียเรต

สารเพิ่มความคงตัวที่เป็นเกลือโลหะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์พีวีซีอ่อน และผลิตภัณฑ์พีวีซีอ่อนโปร่งใส เช่น บรรจุภัณฑ์อาหาร เวชภัณฑ์ และบรรจุภัณฑ์ยา