Η DOP χρησιμοποιείται παραδοσιακά ωςπλαστικοποιητές γενικής χρήσηςΩστόσο, λόγω των προβλημάτων τοξικότητας, πρόκειται να καταργηθεί σε πολλές χώρες και απαγορεύεται για τα προϊόντα PVC σε τροφικές και υγειονομικές εφαρμογές.
Μεταξύ των μη φθαλικών πλαστικοποιητών, οι πλαστικοποιητές κυτραδίων που είναιεστέρες του κιτρικού οξέος,είναι ισχυροί υποψήφιοι για την αντικατάσταση της DOP.
Οι πλαστικοποιητές βιολογικής προέλευσης είναι πολυμερή πρόσθετα που προορίζονται για τη βελτίωση της ευελιξίας, της μαλακότητας, της εργασιακής ικανότητας και της πτητικότητας των πλαστικοποιημένων υλικών.
Τα προϊόντα αυτά βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές και παράγονται από φυτικές πρώτες ύλες, όπως σόγια, φοινικέλαιο, καστορέλαιο,κυτρατικά,Στεαρικό οξύ και άμυλο.
Οι πλαστικοποιητές βιολογικής προέλευσης χρησιμοποιούνται ευρέως σε συνθέσεις PVC.
Πλεονεκτήματα των πλαστικοποιητών κυτραδίων:
Τα πλαστικοποιητικά σιτρατιού εκτιμούνται επειδή είναιΦυσικά προϊόντα",που μπορεί να έχουνυψηλή περιεκτικότητα σε βιολογικές ουσίες(ανάλογα με το πώς είναι φτιαγμένα) και έχουνχαμηλή τοξικότητα,Αν και κοστίζουν περισσότερο..
Οι πλαστικοποιητές από σιτρικό προσφέρουν καλύτερη βιοαποδομή και λιγότερες βιοχημικές παρενέργειες.
Οι σακούλες αίματος και οι πολλαπλές σακούλες αίματος που κατασκευάζονται από τέτοια πλαστικοποιημένα υλικά ταινίας PVC με σιτρικό έχουν υψηλή O2διαπερατότητα και αντέχουν σπάσιμο σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Οι πλαστικοποιητές σιτρικού οξέος χρησιμοποιούνται σε προϊόντα συσκευασίας τροφίμων, σε περιτύλιγμα και σε ιατρικές εφαρμογές.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της ταχύτητας ζέλασης σε πλαστικόλες PVC.
Τα κιτρικά χρησιμοποιούνται σε παιχνίδια που παράγονται με τη διαδικασία της πλαστικόλης.
Οι εστέρες του κιτρικού οξέος χρησιμοποιούνται επίσης ως αναστολείς αφρού.
Τα κιτρικά είναι συμβατά με πολυμερή όπως PVC, PVA, PVB, πολυπροπυλένιο.
Πώς κατασκευάζονται οι πλαστικοποιητές με κιτρικό;
Το κιτρικό οξύ είναι ένα φυσικόΤριβατικό οξύκαι φέρει έναυδροξυλική ομάδα, η οποία μειώνει τη συμβατότητά του με το PVC.
Οι πλαστικοποιητές σιτρατικών παρασκευάζονται με αντίδραση του κιτρικού οξέος με αλκοόλες (ROH), που έχουν διαφορετικές ομάδες R (αλκυλικές).
Οι μερικοί εστέρες κυτρατικού (με ελεύθερη ομάδα OH διαθέσιμη) είναι χρήσιμοι ως πλαστικοποιητές
Εντούτοις, τα κιτρικά οξέαμεμονωμένη υδροξυλική ομάδαμειώνει τη συμβατότητα του PVC.
Αυτό το μειονέκτημα εξαλείφεται με ακετυλίωση της ομάδας OH.
Τι είναι η ακετυλίωση και ποια είναι τα οφέλη της;
Στην αντίδραση ακετυλίωσης, το άτομο υδρογόνου μιας ομάδας αλκοόλ αντικαθίσταται από μια ομάδα ακετυλίου(CH3C=O),λόγω των οποίωνσχηματίζεται εστέρας.
Τα προϊόντα που σχηματίζονται κατά την ακετυλίωση αποτελούνται από μια ακετοξυλειτουργική ομάδα AcO ή OAc,(CH3C=O) -O-που διαφέρει από την ομάδα ακετυλίου από την παρουσία επιπλέον ατόμου οξυγόνου.
Ακετυλίωση πλαστικοποιητή σιτρικούβελτιώνει την αποτελεσματικότητά του, αντοχή σε έλξη και επιμήκυνση κατά το σπάσιμο.
Επίσης, δεν υποστηρίζει την ανάπτυξη μύκητων.
Οι αντιδράσεις ακετυλίωσης για το ATBC είναι οι ακόλουθες:1:
Ποιο μήκος αλυσίδας είναι καλό για πλαστικοποιητή κιτρικού οξέος;
Χαμηλό μοριακό βάρος Τριαιθυλοσιτρικό χρησιμοποιείται σε καλλυντικά και προϊόντα προσωπικής φροντίδας.
Ο Mohan S. Mahal et al (Bayer Corp.) ανέφερε ότι τα προτιμώμενα πλαστικοποιητικά για το PVC περιλαμβάνουν τριεστέρες του κιτρικού οξέος ή του ακυλοποιημένου κιτρικού οξέος καιΑλκοόλες άνθρακαόπως το ακετυλοτρι-βουτυλοσιτρικό, το n-βουτυρυλοτρι-ν-εξυλοσιτρικό και το ακετυλοτρι-ν-οκτυλικό ή το δεσιλοσιτρικό.
Συστήνεται η χρήση υψηλότερου μοριακού βάρους σιτρατών όπως το ακετυλοτρι-ν-εξυλοσιτράτη (ATHC) και το ν-βουτυλοτρι-ν-εξυλοσιτράτη για ιατρικές συσκευές, όπως σακούλες αίματος και σωλήνες.
Τα υψηλότερα μοριακά κιτρικά είναι:πιο μόνιμοαλλά λιγότερο αποδοτικό από το DEHP.
Ποια σιτρατικά χρησιμοποιούνται γενικά για την πλαστικοποίηση του PVC;
Δεν είναι όλα τα κιτρικά κατάλληλα για PVC.
Η αστάθεια μειώνεται με την αύξηση των ατόμων άνθρακα.
Το ακετυλιωμένο τρυβουτυλοσιτρικό έχει περιορισμένη χρήση στο PVC λόγω των κατώτερων ιδιοτήτων χαμηλών θερμοκρασιών και της αντοχής σε υδατικές εκχύλισεις.
Ορισμένα από τα προϊόντα που χρησιμοποιούνται στις παρασκευές βινυλίου είναι:
Το τρι- ν- βουτυλοσιτρικό ακετυλικό αλάτι συνιστάται για παιδικά παιχνίδια, συσκευασίες τροφίμων, σωλήνες ποτών και επικάλυψη του στεφανίου του κράνους.
Το τρισενεξυλικό κιτρικό ακετυλίου συνιστάται για ιατροτεχνολογικά προϊόντα.
Το n-βουτυλοτρι-n-εξυλοσιτρικό συνιστάται επίσης για ιατροτεχνολογικά προϊόντα.
Μερικά από τα μειονεκτήματα των πλαστικοποιητών κυτραδίων είναι:
Η αστάθεια είναι υψηλή.
Κιτρικάέλλειψη σταθερότηταςκαι ως εκ τούτου, δεν χρησιμοποιούνται σε ανθεκτικές εφαρμογές όπως καλώδια, δάπεδα ή στέγες.