Materiały polimerowe praktycznie nie występują w „czystej”, niemodyfikowalnej postaci. Modyfikowanie polimerów różnymi dodatkami umożliwia otrzymanie szerokiego wachlarza zastosowań tego samego tworzywa sztucznego. Rodzaj i ilość dodatków stosowanych w procesach przetwórczych wpływa na właściwości użytkowe końcowego produktu. Jedną z nich jest nadanie elastyczności, która pozwala spełniać podstawowe funkcje wyrobu w danej aplikacji.
Elastyczność można osiągnąć dzięki zastosowaniu dodatków zmiękczających, zwanych plastyfikatorami. Dodane do polimeru, ułatwiają jego obróbkę oraz zmieniają finalne właściwości użytkowe dzięki obniżeniu temperatury zeszklenia (punkt przejścia polimeru ze stanu plastycznego w szklisty). Pod względem chemicznym mechanizm działania plastyfikatora polega na wnikaniu jego cząsteczek między łańcuchy polimeru, obniżeniu sił międzycząsteczkowych i jednoczesnym zwiększeniu ruchliwości.
Najczęściej zmiękczanym polimerem jest poli(chlorek winylu), czyli PCW (pol.) lub PVC (ang. polyvinyl chloride). To właśnie ponad 80% światowej produkcji plastyfikatorów zużywane jest rocznie do produktów bazujących na miękkim poli(chlorku winylu). Zastosowanie szeregu dodatków ułatwia jego przetwórstwo, zmienia właściwości użytkowe końcowego wyrobu oraz pozwala na różnorodność aplikacji tego tworzywa. Nawet wyroby z twardego PCW, jak rury kanalizacyjne, zawierają 5–10 phr (ang. parts hundred resin) plastyfikatorów ułatwiających procesy przetwórcze.
Rodzaje stosowanych plastyfikatorów
Wyróżniamy dwie główne grupy plastyfikatorów do PCW: pierwszorzędowe i drugorzędowe. Do pierwszej grupy zaliczane są plastyfikatory charakteryzujące się wysoką kompatybilnością z poli(chlorkiem winylu) np. ftalan dioktylu (DOP), ftalan diizononylu (DINP), tereftalan dioktylu (DOTP) oraz estry fosforowe (fosforany). Plastyfikatory fosforowe, dzięki odpowiedniej budowie chemicznej i obecności fosforu w strukturze, łączą w sobie funkcje zarówno plastyfikującą, jak i uniepalniającą tworzywo, co pozwala na zastosowanie ich w specjalistycznych rozwiązaniach wymagających zwiększonej ognioodporności. Plastyfikatory drugorzędowe odznaczają się mniejszą kompatybilnością z PCW. W rozwiązaniach przemysłowych stosuje się je wraz z plastyfikatorami pierwszorzędowymi w celu zapewnienia dodatkowych właściwości, takich jak: obniżenie zdolności migracji plastyfikatora, wzrost elastyczności w niskich temperaturach, większa olejoodporność czy niska lotność. Zalicza się tutaj między innymi adypiniany, sebacyniany, cytryniany, trimelitany oraz epoksydowane oleje roślinne – sojowy (ESBO) lub rzepakowy (ERO).
Rozwiązania Grupy PCC
Kompleks Chemii Fosforu PCC Rokita jest producentem plastyfikatorów uniepalniających pod nazwą Roflex. Produkty te należą do grupy estrów fosforowych (fosforanów) i dedykowane są do produkcji elastycznego PCW z podwyższonym profilem palności.
Dzisiejsze regulacje prawne segmentu tworzyw sztucznych nakładają na producentów wymagania nie tylko w zakresie rozprzestrzeniania ognia, ale również zjawisk towarzyszących temu procesowi. Najważniejsze z nich to wydzielanie toksycznych gazów oraz trujących dymów podczas spalania. Jednocześnie duży nacisk kładzie się na dodatkowe zalety stosowanych dodatków, jak zdolność do zapewnienia plastyfikacji w niskich temperaturach, niska migracja plastyfikatora z tworzywa czy ekologiczność produktu.
Przyszłość
Chcąc nadążyć za coraz większymi wymaganiami rynkowymi, Kompleks Chemii Fosforu rozszerza swoje portfolio plastyfikatorów o produkty łączące w sobie kilka pożądanych funkcji jednocześnie. W najbliższym czasie do portfolio dołączą produkty:
- „zielony” plastyfikator – dedykowany do wyrobów o wysokich wymaganiach dotyczących ekologiczności oraz uniepalnienia;
- plastyfikator niskodymowy – łączący w sobie znakomite właściwości plastyfikujące oraz uniepalniające wraz z niskim profilem tworzenia dymów;
- plastyfikator niskotemperaturowy – dodatek zapewniający elastyczność w niskich temperaturach oraz zdolność do generowania niewielkich ilości trujących dymów podczas palenia.
Nowe produkty pozwolą rozszerzyć możliwości zastosowania plastyfikatorów uniepalniających w aplikacjach dotychczas niedostępnych ze względu na ww. specjalistyczne wymagania. Potencjalne zastosowanie nowej gamy produktów to przemysł kablowy i izolacyjny (ang. wires&cable), wykładziny podłogowe PCW (ang. PVC flooring) czy transport (ang. transportation) oraz motoryzacja (ang. automotive).
Magdalena Janus
Młodszy Specjalista
Wsparcia Technicznego
PCC Rokita
Patryk Juszczak
Specjalista
Wsparcia Technicznego
PCC Rokita