ما هي مثبتات PVC

مثبتات PVCهي مواد مضافة تستخدم لتحسين الاستقرار الحراري لكلوريد البولي فينيل (PVC) والبوليمرات المشتركة الخاصة به. بالنسبة للبلاستيك PVC، إذا تجاوزت درجة حرارة المعالجة 160 درجة مئوية، فسوف يحدث التحلل الحراري وسيتم إنتاج غاز حمض الهيدروكلوريك. إذا لم يتم قمعه، فإن هذا التحلل الحراري سوف يتفاقم بشكل أكبر، مما يؤثر على تطوير وتطبيق البلاستيك PVC.

وجدت الدراسات أنه إذا كان البلاستيك PVC يحتوي على كميات صغيرة من ملح الرصاص والصابون المعدني والفينول والأمين العطري والشوائب الأخرى، فلن تتأثر معالجته وتطبيقه، ومع ذلك، يمكن تخفيف تحلله الحراري إلى حد ما. تعمل هذه الدراسات على تعزيز إنشاء مثبتات PVC وتطويرها المستمر.

تشتمل مثبتات PVC الشائعة على مثبتات القصدير العضوي، ومثبتات الملح المعدني، ومثبتات الملح غير العضوية. تُستخدم مثبتات القصدير العضوي على نطاق واسع في إنتاج منتجات PVC بسبب شفافيتها ومقاومتها الجيدة للطقس وتوافقها. تستخدم مثبتات الملح المعدنية عادةً أملاح الكالسيوم أو الزنك أو الباريوم، والتي يمكن أن توفر استقرارًا حراريًا أفضل. تتمتع مثبتات الملح غير العضوية، مثل كبريتات الرصاص التريباسية، وفوسفيت الرصاص ثنائي القاعدة، وما إلى ذلك، بثبات حراري طويل الأمد وعزل كهربائي جيد. عند اختيار مثبت PVC المناسب، يجب عليك مراعاة شروط تطبيق منتجات PVC وخصائص الاستقرار المطلوبة. ستؤثر المثبتات المختلفة على أداء منتجات PVC فيزيائيًا وكيميائيًا، لذلك يلزم صياغة واختبار صارم لضمان ملاءمة المثبتات. المقدمة التفصيلية والمقارنة بين مثبتات PVC المختلفة هي كما يلي:

مثبت القصدير العضوي:تعتبر مثبتات القصدير العضوي من أكثر المثبتات فعالية لمنتجات PVC. مركباتها هي منتجات تفاعل أكاسيد القصدير العضوي أو كلوريد القصدير العضوي مع الأحماض أو الإسترات المناسبة.

تنقسم مثبتات القصدير العضوي إلى محتوية على الكبريت وخالية من الكبريت. يعد ثبات المثبتات المحتوية على الكبريت رائعًا، ولكن هناك مشاكل في الطعم والتلطيخ المشابه للمركبات الأخرى المحتوية على الكبريت. عادة ما تعتمد مثبتات القصدير العضوي غير الكبريتية على حمض الماليك أو نصف استرات حمض الماليك. إنهم يحبون مثبتات قصدير الميثيل وهي مثبتات حرارة أقل فعالية مع ثبات أفضل للضوء.

يتم تطبيق مثبتات القصدير العضوي بشكل أساسي على تغليف المواد الغذائية ومنتجات PVC الشفافة الأخرى مثل الخراطيم الشفافة.

مثبتات الرصاص:تشتمل مثبتات الرصاص النموذجية على المركبات التالية: ستيرات الرصاص ثنائي القاعدة، وكبريتات الرصاص ثنائي القاعدة المائي، وفثالات الرصاص ثنائي القاعدة، وفوسفات الرصاص ثنائي القاعدة.

كمثبتات للحرارة، فإن مركبات الرصاص لن تلحق الضرر بالخصائص الكهربائية الممتازة، وامتصاص الماء المنخفض، ومقاومة الطقس الخارجي لمواد PVC. لكن،مثبتات الرصاصلها عيوب مثل:

- وجود السمية.

- التلوث المتبادل، وخاصة بالكبريت.

- إنتاج كلوريد الرصاص الذي سيشكل خطوطاً على المنتجات النهائية.

- نسبة ثقيلة، مما يؤدي إلى نسبة وزن/حجم غير مرضية.

- غالبًا ما تجعل مثبتات الرصاص منتجات PVC معتمة على الفور ويتغير لونها بسرعة بعد الحرارة المستمرة.

وعلى الرغم من هذه العيوب، لا يزال يتم استخدام مثبتات الرصاص على نطاق واسع. بالنسبة للعزل الكهربائي، يفضل استخدام مثبتات الرصاص. من خلال الاستفادة من تأثيرها العام، يتم تحقيق العديد من منتجات PVC المرنة والصلبة مثل الطبقات الخارجية للكابلات، والألواح الصلبة البلاستيكية غير الشفافة، والأنابيب الصلبة، والجلود الاصطناعية، والحاقن.

مثبتات الأملاح المعدنية: مثبتات الأملاح المعدنية المختلطةعبارة عن مجموعات من مركبات مختلفة، يتم تصميمها عادةً وفقًا لتطبيقات PVC ومستخدمين محددين. لقد تطور هذا النوع من المثبتات من إضافة سكسينات الباريوم وحمض نخيل الكادميوم وحده إلى الخلط الفيزيائي لصابون الباريوم، وصابون الكادميوم، وصابون الزنك، والفوسفيت العضوي، مع مضادات الأكسدة، والمذيبات، والموسعات، والملدنات، والملونات، وماصات الأشعة فوق البنفسجية، والمواد المضيئة. وعوامل التحكم في اللزوجة ومواد التشحيم والنكهات الاصطناعية. ونتيجة لذلك، هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على تأثير المثبت النهائي.

المثبتات المعدنية، مثل الباريوم والكالسيوم والمغنيسيوم لا تحمي اللون المبكر لمواد PVC ولكنها يمكن أن توفر مقاومة للحرارة على المدى الطويل. تبدأ مادة PVC المستقرة بهذه الطريقة باللون الأصفر/البرتقالي، ثم تتحول تدريجياً إلى اللون البني، وأخيراً إلى الأسود بعد الحرارة المستمرة.

تم استخدام مثبتات الكادميوم والزنك لأول مرة لأنها شفافة ويمكنها الحفاظ على اللون الأصلي لمنتجات PVC. إن الثبات الحراري على المدى الطويل الذي توفره مثبتات الكادميوم والزنك هو أسوأ بكثير من تلك التي توفرها مثبتات الباريوم، والتي تميل إلى التحلل فجأة تمامًا مع القليل من العلامات أو عدم ظهورها على الإطلاق.

بالإضافة إلى عامل نسبة المعادن، يرتبط تأثير مثبتات الأملاح المعدنية أيضًا بمركباتها الملحية، وهي العوامل الرئيسية التي تؤثر على الخواص التالية: التشحيم، والتنقل، والشفافية، وتغير لون الصباغ، والثبات الحراري للـ PVC. فيما يلي العديد من مثبتات المعادن المختلطة الشائعة: 2-إيثيل كابرويت، فينولات، بنزوات، وستيرات.

تُستخدم مثبتات الملح المعدنية على نطاق واسع في منتجات PVC الناعمة ومنتجات PVC الناعمة الشفافة مثل تغليف المواد الغذائية والمواد الاستهلاكية الطبية وتغليف الأدوية.