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Plastifiants citratés en remplacement du DOP

Plastifiants citratés en remplacement du DOP

2026-06-02
Introduction
  • Le DOP est traditionnellement utilisé commeplastifiant à usage généralpour le PVC. Cependant, en raison de problèmes de toxicité, il est en voie de disparition dans de nombreux pays et interdit pour les produits en PVC à des fins alimentaires et sanitaires.
  • Parmi les plastifiants non phtalates, les plastifiants citrates qui sontles esters d'acide citrique,sont de sérieux prétendants au remplacement du DOP.
  • Les plastifiants d'origine biologique sont des additifs polymères destinés à améliorer la flexibilité, la douceur, la maniabilité et la volatilité des matériaux plastifiés.
  • Ceux-ci sont basés sur des ressources renouvelables et produits à partir de matières premières végétales telles que l'huile de soja, de palme, de ricin,les citrates,l'acide stéarique et l'amidon.
  • Les plastifiants d'origine biologique sont largement utilisés dans les formulations de PVC.
Avantages des plastifiants citratés :
  • Les plastifiants citrates sont appréciés car ils sont"produits naturels",qui peut avoircontenu biosourcé élevé(selon la façon dont ils sont fabriqués) et ils ontfaible toxicité,même s'ils coûtent plus cher.
  • Les plastifiants citrates offrent une meilleure biodégradabilité et moins d’effets secondaires biochimiques.
  • Les poches de sang et les poches de sang multiples fabriquées à partir de tels matériaux en film PVC plastifié au citrate ont une teneur élevée en O.2transmissibilité et résister à la rupture à basse température.
  • Les plastifiants au citrate sont utilisés dans les produits d’emballage alimentaire, les films alimentaires et les applications médicales.
  • Il peut également être utilisé pour augmenter la vitesse de gélification des plastisols PVC.
  • Les citrates sont utilisés dans les jouets produits par le procédé plastisol.
  • Les esters de l'acide citrique sont également utilisés comme inhibiteurs de mousse.
  • Les citrates sont compatibles avec les polymères comme le PVC, le PVA, le PVB, le polypropylène.
Comment sont fabriqués les plastifiants citratés ?
  • L'acide citrique est un produit naturelacide tribasiqueet porte ungroupe hydroxyle, ce qui nuit à sa compatibilité avec le PVC. Cependant, il constitue une matière première unique pour les plastifiants.
  • Les plastifiants citrates sont fabriqués en faisant réagir de l'acide citrique avec des alcools (ROH), ayant différents groupes R (alkyle). Ainsi:
  • Les esters de citrate partiels (avec groupe OH libre disponible) sont utiles comme plastifiants
  • Cependant, l'acide citriquegroupe hydroxyle isoléaltère la compatibilité du PVC.
  • Cet inconvénient est supprimé par acétylation du groupe OH.
Qu'est-ce que l'acétylation et quels en sont les avantages ?
  • Dans la réaction d'acétylation, l'atome d'hydrogène d'un groupe alcool est remplacé par un groupe acétyle.(CH3C=O),à cause de quoil'ester se forme.
  • Les produits formés lors de l'acétylation sont constitués d'une fonction acétoxy AcO ou OAc,(CH3C=O)-O-qui diffère du groupe acétyle par la présence d'un atome d'oxygène supplémentaire.
  • Acétylation du plastifiant citrateaméliore son efficacité, résistance à la traction et allongement à la rupture.
  • De plus, il ne favorise pas la croissance fongique.
Les réactions d'acétylation pour l'ATBC sont les suivantes1:

Acide citrique + 3 n-Butanol ➔ citrate de tri -n-butyle(à confirmer)+ 3H2Ô

Citrate de tri-n-butyle + Anhydride acétique ➔ Citrate de tri-n-butyle acétyl.(ATBC)

Quelle longueur de chaîne de plastifiant citrate est bonne ?
  • Le citrate de triéthyle de faible poids moléculaire est utilisé dans les produits cosmétiques et de soins personnels.
  • Mohan S. Mahal et al (Bayer Corp.) ont rapporté que les plastifiants préférés pour le PVC comprennent les triesters de l'acide citrique ou l'acide citrique acylé et4 à 10 alcools carbonéstels que le citrate d'acétyle tributyle, le citrate de n-butyryle tri-n-hexyle et le citrate d'acétyle tri-n-octyle ou décyle.
  • Les citrates de poids moléculaire plus élevé comme le citrate d'acétyle tri-n-hexyle (ATHC) et le citrate de n-butyl tri-n-hexyle sont recommandés pour les dispositifs médicaux, tels que les poches de sang et les tubes.
  • Les citrates de poids moléculaire plus élevé sontplus permanentmais moins efficace que le DEHP.
Quels citrates sont généralement utilisés pour plastifier le PVC ?
  • Tous les citrates ne conviennent pas au PVC.
  • La volatilité diminue avec l'augmentation des atomes de carbone.
  • Le citrate de tributyle acétylé a trouvé une utilisation limitée dans le PVC en raison de ses propriétés inférieures à basse température et de sa résistance aux extractions aqueuses.
  • Certains des produits utilisés dans les formulations vinyliques sont :
  1. Le citrate d'acétyle tri-n-butyle est recommandé pour les jouets pour enfants, les emballages alimentaires, les tubes de boissons et les doublures de couronnes de casque.
  2. Le citrate d’acétyle tri-n-hexyle est recommandé pour les dispositifs médicaux.
  3. Le citrate de n-Butyl tri-n-hexyl est également recommandé pour les dispositifs médicaux.
Certains des inconvénients des plastifiants citratés sont :
  • La volatilité est élevée,
  • Citratemanque de permanenceet par conséquent, ne sont pas utilisés dans des applications résilientes telles que les câbles, les revêtements de sol ou les toitures.
  • Ils induisentplus de buéedans les applications cinématographiques.