Қатты және икемді ПВХ үшін барий-мырыш тұрақтандырғыштары Сіз білуіңіз керек нәрселер

Поливинилхлорид (ПВХ) әлемдік пластмасса өнеркәсібіндегі ең әмбебап полимерлердің бірі болып табылады және құрылыс құбырларынан бастап автомобиль интерьерлеріне және тамақ қаптамасының пленкаларына дейінгі сансыз өнімдерге жол ашады. Дегенмен, бұл бейімделгіштіктің маңызды кемшілігі бар: ішкі термиялық тұрақсыздық. Өңдеу үшін қажетті жоғары температураға - әдетте 160-200°C - ұшыраған кезде ПВХ автокаталитикалық дегидрохлорлануға ұшырайды, тұз қышқылын (HCl) бөліп шығарады және материалды ыдырататын тізбекті реакцияны бастайды. Бұл ыдырау түсінің өзгеруі, сынғыштық және механикалық беріктігін жоғалту түрінде көрінеді, бұл соңғы өнімді пайдалануға жарамсыз етеді. Бұл мәселені шешу үшін жылу тұрақтандырғыштары алмастырылмайтын қоспаларға айналды, олардың ішінде,Барий-мырыш тұрақтандырғыштарықорғасын негізіндегі тұрақтандырғыштар сияқты дәстүрлі улы нұсқаларға сенімді, экологиялық таза балама ретінде пайда болды. Бұл нұсқаулықта біз барий-мырыш тұрақтандырғыштарының не екенін, олардың қалай жұмыс істейтінін, әртүрлі формаларын және қатты және икемді ПВХ формулаларындағы нақты қолданылуын қарастырамыз.

Негізінде, барий-мырыш тұрақтандырғыштары (көбінесе ... деп аталады)BaZn тұрақтандырғышыөнеркәсіптік стенографияда) араласметалл сабын қосылыстарыәдетте барий мен мырышты стеарин немесе лаурин қышқылы сияқты ұзын тізбекті май қышқылдарымен әрекеттесу арқылы түзіледі. Бұл тұрақтандырғыштарды тиімді ететін нәрсе - олардың синергетикалық әсері - әрбір металл ПВХ ыдырауына қарсы тұруда ерекше рөл атқарады және олардың үйлесімі кез келген металды жеке қолдану шектеулерін жеңеді. Мырыш, бастапқы тұрақтандырғыш ретінде, ПВХ молекулалық тізбегіндегі тұрақсыз хлор атомдарын тез алмастырады, ыдыраудың бастапқы сатыларын тоқтататын және материалдың ерте түсін сақтайтын тұрақты эфир құрылымдарын түзеді. Екінші жағынан, барий өңдеу кезінде бөлінетін HCl-ді бейтараптандыру арқылы екінші реттік тұрақтандырғыш ретінде қызмет етеді. Бұл өте маңызды, себебі HCl одан әрі ыдыраудың катализаторы болып табылады және барийдің оны тазарту қабілеті тізбекті реакцияның жеделдеуіне жол бермейді. Бұл синергетикалық жұптасусыз, мырыштың өзі мырыш хлоридін (ZnCl₂), ыдырауды күшейтетін күшті Льюис қышқылын - жоғары температурада ПВХ-ның кенеттен қараюына әкелетін «мырыштың күйуі» деп аталатын құбылысты шығарар еді. Барийдің HCl жинау әрекеті бұл қауіпті жояды, бастапқы түстің тамаша сақталуын және ұзақ мерзімді термиялық тұрақтылықты қамтамасыз ететін теңгерімді жүйені жасайды.

Барий-мырыш тұрақтандырғыштары екі негізгі түрде - сұйық және ұнтақ түрінде - әрқайсысы нақты өңдеу қажеттіліктеріне және ПВХ формулаларына бейімделген түрде шығарылады.Сұйық BaZn тұрақтандырғышыпластификаторлармен араластыру және гомогендеу оңайлығына байланысты икемді ПВХ қолдану үшін кең таралған таңдау болып табылады. Әдетте майлы спирттерде немесе DOP сияқты пластификаторларда ерітіледі,сұйық тұрақтандырғыштарэкструзия, қалыптау және каландрлеу процестеріне біркелкі интеграцияланады, бұл оларды икемділік пен тұрақты өнімділікті қажет ететін өнімдер үшін өте қолайлы етеді. Олар сондай-ақ мөлшерлеу дәлдігі мен сақтау тұрғысынан артықшылықтарға ие, себебі оларды оңай айдап, цистерналарда сақтауға болады.Ұнтақталған барий-мырыш тұрақтандырғыштарыкерісінше, олар құрғақ өңдеу орталарына арналған, мұнда олар қатты ПВХ өндірісінің қосылыс кезеңінде енгізіледі. Бұл құрғақ құрамдар көбінесе УК тұрақтандырғыштары мен антиоксиданттар сияқты қосымша компоненттерді қамтиды, бұл олардың термиялық және УК ыдырауынан қорғау арқылы сыртқы қолдану үшін пайдалылығын арттырады. Сұйық және ұнтақ формалары арасындағы таңдау сайып келгенде ПВХ түріне (қатты және икемді), өңдеу әдісіне және мөлдірлік, ауа райына төзімділік және төмен иіс сияқты соңғы өнім талаптарына байланысты.

Барий мырыш тұрақтандырғыштарының қатты және икемді ПВХ-да қалай жұмыс істейтінін түсіну әрбір қолданудың ерекше талаптарын мұқият қарастыруды қажет етеді. Пластификаторы аз немесе мүлдем жоқ қатты ПВХ құрылымдық тұтастық пен беріктікті қажет ететін өнімдерде қолданылады - терезе профильдері, сантехникалық құбырлар, топырақ және кәріз құбырлары және қысым құбырлары. Бұл өнімдер көбінесе күн сәулесі, температураның ауытқуы және ылғалдылық сияқты қатал қоршаған орта жағдайларына ұшырайды, сондықтан олардың тұрақтандырғыштары ұзақ мерзімді термиялық тұрақтылықты және ауа райына төзімділікті қамтамасыз етуі керек. Ұнтақталған барий мырыш тұрақтандырғыштары бұл жерде әсіресе жақсы сәйкес келеді, себебі оларды уақыт өте келе түсінің өзгеруіне және механикалық беріктігінің жоғалуына жол бермеу үшін ультракүлгін сәулелерден қорғайтын заттармен жасауға болады. Мысалы, ауыз су құбырларында BaZn тұрақтандырғыш жүйелері құбырдың коррозияға және қысымға төзімділігін сақтай отырып, қауіпсіздік ережелеріне сәйкес келетін қорғасын негізіндегі баламаларды ауыстырады. Терезе профильдері тұрақтандырғыштың түс консистенциясын сақтау қабілетінен пайда көреді, бұл профильдердің күн сәулесінің әсерінен кейін де сарғайып кетпеуін немесе түссізденбеуін қамтамасыз етеді.

Иілгіш ПВХ иілгіштікке қол жеткізу үшін пластификаторларды пайдаланады, кабель оқшаулауы мен еденнен бастап автомобиль интерьерлеріне, қабырға жабындарына және икемді түтіктерге дейінгі кең ауқымды өнімдерді қамтиды. Сұйық барий-мырыш тұрақтандырғыштары пластификаторлармен үйлесімділігіне және формулаға енгізудің қарапайымдылығына байланысты бұл қолданбаларда артықшылықты таңдау болып табылады. Мысалы, кабель оқшаулауы экструзияның жоғары температурасына төтеп бере алатын тұрақтандырғыштарды қажет етеді, сонымен қатар тамаша электр оқшаулау қасиеттерін қамтамасыз етеді. Ba-Zn тұрақтандырғыш жүйелері өңдеу кезінде термиялық ыдыраудың алдын алу және оқшаулаудың икемді және қартаюға төзімді болып қалуын қамтамасыз ету арқылы бұл қажеттілікті қанағаттандырады. Еден мен қабырға жабындарында, әсіресе көбіктенген түрлерінде, барий-мырыш тұрақтандырғыштары көбінесе үрлегіш агенттердің активаторы ретінде әрекет етеді, материалдың беріктігі мен басып шығару мүмкіндігін сақтай отырып, қажетті көбік құрылымын жасауға көмектеседі. Бақылау тақталары мен орындық қақпақтары сияқты автомобиль интерьерлері ауа сапасының қатаң ережелеріне сәйкес келу үшін иісі аз, ұшпа органикалық қосылыстары аз (ұшқыш органикалық қосылыстар) тұрақтандырғыштарды қажет етеді, ал заманауи сұйық Ba-Zn тұрақтандырғыш формулалары өнімділікке нұқсан келтірмей осы талаптарды қанағаттандыру үшін жасалған.

Барий-мырыш тұрақтандырғыштарының құндылығын бағалау үшін оларды басқа кең таралған препараттармен салыстыру пайдалы.ПВХ тұрақтандырғышытүрлері. Төмендегі кестеде барий мырышы (Ba₂Zn) тұрақтандырғыштары, кальций мырышы (Ca₂Zn) тұрақтандырғыштары және органотин тұрақтандырғыштары арасындағы негізгі айырмашылықтар көрсетілген — салада ең кең таралған үш нұсқа:

Кестеде көрсетілгендей, барий-мырыш тұрақтандырғыштары өнімділік, құны және экологиялық қауіпсіздікті теңестіретін орташа деңгейді алады. Олар термиялық тұрақтылық тұрғысынан Ca Zn тұрақтандырғыштарынан асып түседі, бұл оларды өңдеу температурасы жоғары немесе ұзақ мерзімді беріктігі маңызды болатын қолданбаларға жарамды етеді. Органотин тұрақтандырғыштарымен салыстырғанда, олар кейбір қысқа тізбекті органотин қосылыстарымен байланысты уыттылық мәселелерінсіз үнемді шешім ұсынады. Бұл тепе-теңдік Ba Zn тұрақтандырғыш жүйелерін құрылыстан автомобиль өндірісіне дейін нормативтік сәйкестік, өнімділік және үнемділік басымдық болып табылатын салаларда танымал таңдауға айналдырды.

Белгілі бір ПВХ қолдану үшін барий-мырыш тұрақтандырғышын таңдаған кезде бірнеше факторлар маңызды рөл атқарады. Біріншіден, барий мен мырыштың арақатынасын нақты өнімділік қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін реттеуге болады: барийдің жоғары мөлшері ұзақ мерзімді термиялық тұрақтылықты арттырады, ал мырыштың жоғары мөлшері бастапқы түстің сақталуын жақсартады. Екіншіден, әсіресе ашық ауада немесе жоғары кернеулі қолдануларда өнімділікті оңтайландыру үшін эпоксидті қосылыстар, антиоксиданттар және фосфиттер сияқты бірлескен тұрақтандырғыштар жиі қосылады. Үшіншіден, тұрақтандырғыштың соңғы өнімнің қасиеттеріне теріс әсер етпейтініне көз жеткізу үшін басқа қоспалармен, соның ішінде пластификаторлармен, толтырғыштармен және пигменттермен үйлесімділікті ескеру қажет. Мысалы, мөлдір икемді пленкаларда мөлдірлікті сақтау үшін төмен миграциялық қасиеттері бар сұйық BaZn тұрақтандырғышы өте маңызды.

Болашаққа көз жүгіртсек, ПВХ өнеркәсібі улы баламаларынан бас тартып, тұрақты шешімдерге көшуді жалғастырған сайын, барий мырыш тұрақтандырғыштарына деген сұраныстың артуы күтілуде. Өндірушілер ұшқыш органикалық қосылыстар шығарындыларын азайтатын, бионегізделген пластификаторлармен үйлесімділікті жақсартатын және жоғары температуралы өңдеудегі өнімділікті арттыратын жаңа құрамдарға инвестиция салуда. Құрылыс саласында энергия үнемдейтін ғимараттарға деген ұмтылыс беріктік талаптарын қанағаттандыру үшін BaZn тұрақтандырғыштарына сүйенетін терезе профильдері мен оқшаулағыштар сияқты қатты ПВХ өнімдеріне сұранысты арттырады. Автокөлік өнеркәсібінде ауа сапасының қатаң ережелері интерьер компоненттеріне арналған иісі аз барий мырыш құрамдарын қолдануға ықпал етуде. Бұл үрдістер жалғасқан сайын, барий мырыш тұрақтандырғыштары ПВХ өңдеудің негізгі тірегі болып қала береді, өнімділік, қауіпсіздік және тұрақтылық арасындағы алшақтықты жояды.

Қорытындылай келе, барий-мырыш тұрақтандырғыштары полимердің ішкі термиялық тұрақсыздығын шешу арқылы қатты және икемді ПВХ-ны кеңінен қолдануға мүмкіндік беретін маңызды қоспалар болып табылады. Олардың барий мен мырыштың синергетикалық әсері бастапқы түстің сақталуы мен ұзақ мерзімді термиялық тұрақтылықтың теңгерімді үйлесімін қамтамасыз етеді, бұл оларды әртүрлі қолданбаларға жарамды етеді. Кабель оқшаулағышы және еден жабыны сияқты икемді ПВХ өнімдеріне арналған сұйық тұрақтандырғыштар немесе құбырлар мен терезе профильдері сияқты қатты қолданбаларға арналған ұнтақ тұрақтандырғыштар түрінде болсын, Ba-Zn тұрақтандырғыш жүйелері дәстүрлі тұрақтандырғыштарға үнемді, экологиялық таза балама ұсынады. Олардың әсер ету механизмін, өнім түрлерін және қолданбаға тән талаптарды түсіну арқылы өндірушілер барий-мырыш тұрақтандырғыштарын заманауи салалар мен ережелердің талаптарына сай келетін жоғары сапалы ПВХ өнімдерін өндіру үшін пайдалана алады.