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Plastificanti citrati in sostituzione del DOP

Plastificanti citrati in sostituzione del DOP

2026-06-02
Introduzione
  • DOP è tradizionalmente usato come aplastificante per uso generaleper PVC. Tuttavia, a causa di problemi di tossicità, in molti paesi è in via di estinzione ed è vietato per i prodotti in PVC utilizzati in applicazioni alimentari e sanitarie.
  • Tra i plastificanti non ftalati, i plastificanti citrati lo sonoesteri dell'acido citrico,sono forti contendenti per sostituire la DOP.
  • I plastificanti a base biologica sono additivi polimerici destinati a migliorare la flessibilità, la morbidezza, la lavorabilità e la volatilità dei materiali plastificati.
  • Si basano su risorse rinnovabili e sono prodotti con materie prime vegetali come soia, palma, olio di ricino,citrati,acido stearico e amido.
  • I plastificanti di origine biologica sono ampiamente utilizzati nelle formulazioni di PVC.
Vantaggi dei plastificanti al citrato:
  • I plastificanti citrati sono apprezzati perché lo sono“prodotti naturali”,che potrebbe averealto contenuto di origine biologica(a seconda di come sono fatti) e lo hannobassa tossicità,anche se costano di più.
  • I plastificanti al citrato offrono una migliore biodegradabilità e minori effetti collaterali biochimici.
  • Le sacche per sangue e le sacche multiple per sangue realizzate con tali materiali in pellicola di PVC plastificato con citrato hanno un alto contenuto di O2trasmissibilità e resistenza alla rottura a basse temperature.
  • I plastificanti al citrato sono utilizzati nei prodotti per l'imballaggio alimentare, nella pellicola trasparente e nelle applicazioni mediche.
  • Può essere utilizzato anche per aumentare la velocità di gelificazione dei plastisol in PVC.
  • I citrati sono utilizzati nei giocattoli prodotti mediante il processo plastisol.
  • Gli esteri dell'acido citrico vengono utilizzati anche come inibitori della schiuma.
  • I citrati sono compatibili con polimeri come PVC, PVA, PVB, polipropilene.
Come vengono prodotti i plastificanti citrati?
  • L'acido citrico è un prodotto naturaleacido tribasicoe porta agruppo ossidrile, che ne compromette la compatibilità con il PVC. Tuttavia, funge da materia prima unica per i plastificanti.
  • I plastificanti al citrato sono prodotti facendo reagire l'acido citrico con alcoli (ROH), aventi diversi gruppi R (alchilici). Così:
  • Gli esteri citrati parziali (con gruppo OH libero disponibile) sono utili come plastificanti
  • Tuttavia, l'acido citricogruppo ossidrile solitariocompromette la compatibilità con il PVC.
  • Questo inconveniente viene eliminato mediante acetilazione del gruppo OH.
Cos’è l’acetilazione e quali sono i vantaggi?
  • Nella reazione di acetilazione, l'atomo di idrogeno di un gruppo alcolico viene sostituito con un gruppo acetile(CAP3C=O),a causa di ciòsi forma l'estere.
  • I prodotti formati durante l'acetilazione sono costituiti da un gruppo funzionale acetossi AcO o OAc,(CAP3C=O)-O-che differisce dal gruppo acetile per la presenza di un atomo di ossigeno aggiuntivo.
  • Acetilazione del plastificante citratone migliora l'efficienza, resistenza alla trazione e allungamento a rottura.
  • Inoltre, non supporta la crescita dei funghi.
Le reazioni di acetilazione per ATBC sono le seguenti1:

Acido citrico + 3 n-Butanolo ➔ tri -n-butil citrato(da confermare)+ 3 ore2O

Tri-n-butil citrato + Anidride acetica ➔ Acetil tri-n-butil citrato.(ATBC)

Quale lunghezza della catena del plastificante citrato è buona?
  • Il trietil citrato a basso peso molecolare viene utilizzato nei prodotti cosmetici e per la cura personale.
  • Mohan S. Mahal et al (Bayer Corp.) hanno riferito che i plastificanti preferiti per il PVC includono trimestri di acido citrico o acido citrico acilato e4 – 10 alcoli di carboniocome acetil tributil citrato, n-butirril tri-n-esil citrato e acetil tri-n-ottil o decil citrato.
  • I citrati con peso molecolare più elevato come l'acetil tri-n-esil citrato (ATHC) e il n-butil tri-n-esil citrato sono consigliati per i dispositivi medici, come sacche per sangue e tubi.
  • I citrati a peso molecolare più elevato lo sonopiù permanentema meno efficiente del DEHP.
Quali citrati vengono generalmente utilizzati per plastificare il PVC?
  • Non tutti i citrati sono adatti al PVC.
  • La volatilità si riduce con l'aumento degli atomi di carbonio.
  • Il tri butil citrato acetilato ha trovato un uso limitato nel PVC a causa delle proprietà inferiori alle basse temperature e della resistenza alle estrazioni acquose.
  • Alcuni dei prodotti utilizzati nelle formulazioni viniliche sono:
  1. L'acetil tri-n-butil citrato è consigliato per giocattoli per bambini, involucri alimentari, tubi per bevande e rivestimenti per corone di caschi.
  2. L'acetil tri-n-esil citrato è raccomandato per i dispositivi medici.
  3. Il n-butile tri-n-esil citrato è consigliato anche per i dispositivi medici.
Alcuni degli svantaggi dei plastificanti al citrato sono:
  • La volatilità è elevata
  • Citratimancanza di permanenzae pertanto non sono impiegati in applicazioni resilienti come cavi, pavimentazioni o coperture.
  • Induconopiù appannamentonelle applicazioni cinematografiche.