DOP jest tradycyjnie stosowany jakoplastyfikator ogólnego przeznaczeniaJednak ze względu na problemy z toksycznością jest on w drodze do wycofania się w wielu krajach i zakazany dla produktów z PVC stosowanych w żywności i zdrowiu.
Wśród plastyfikatorów innych niż ftalany, plastyfikatorów cytranowych, które sąestry kwasu cytrynowego,są silnymi kandydatami do zastąpienia DOP.
Plastyzatory na bazie biologicznej to dodatki polimerowe przeznaczone do poprawy elastyczności, miękkości, sprawności i lotności plastikowanych materiałów.
Opierają się one na odnawialnych źródłach energii i są produkowane z surowców roślinnych, takich jak soja, palmowe, olej rycynowy,cytryny,kwas stearynowy i skrobię.
Bioplastyfikatory są szeroko stosowane w preparatach z PVC.
Zalety plastyfikatorów cytrynowych:
Plastyfikatory cytrynowe są cenione, ponieważ są"Produkty naturalne"które mogą miećwysoka zawartość biobased(w zależności od tego, jak są one wykonane) i mająniska toksyczność,Chociaż kosztują więcej..
Plastyfikatory z cytranu zapewniają lepszą biodegradację i mniejsze skutki uboczne związane z biochemią.
Worki krwi i wielokrotne worki krwi wykonane z takich cytrynowanych plastikowanych materiałów foliowych PVC mają wysoki poziom O2przepuszczalność i odporność na pęknięcie w niskich temperaturach.
Plastyzatory z cytranu są stosowane w opakowaniach spożywczych, opakowaniach klejących i zastosowaniach medycznych.
Można go również stosować do zwiększenia prędkości żelowania w plastizolkach z PVC.
Cytryny są stosowane w zabawkach wytwarzanych w procesie plastyzolu.
Estry kwasu cytrynowego są również stosowane jako inhibitory pianki.
Cytryny są kompatybilne z polimerami takimi jak PVC, PVA, PVB, polipropylen.
Jak wytwarzane są plastyfikatory z cytranu?
Kwas cytrynowy jest naturalnie występującymkwas trybasowyi posiadagrupa hydroksylowa, co pogarsza jego kompatybilność z PVC.
Plastyfikatory cytrynowe wytwarzane są poprzez reakcję kwasu cytrynowego z alkoholami (ROH), posiadającymi różne grupy R (alkyl).
Częściowe estry cytranu (z dostępną wolną grupą OH) są przydatne jako plastyfikatory
Jednakże kwas cytrynowypojedyncza grupa hydroksylowaosłabia kompatybilność z PVC.
Ta wada jest usunięta przez acetylację grupy OH.
Co to jest acetylacja i jakie są korzyści?
W reakcji acetylacyjnej atom wodoru grupy alkoholowej zastępuje się grupą acetylową(CH3C=O),w związku z czympowstaje ester.
Produkty powstałe podczas acetylacji składają się z grupy funkcjonalnej acetoxy AcO lub OAc,(CH3C=O) -O-która różni się od grupy acetylowej obecnością dodatkowego atomu tlenu.
Acetylacja plastyfikatora cytrynowegopoprawia jego wydajność, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu.
Jakiej długości łańcucha jest dobry plastyfikator cytrynowy?
Niski ciężar cząsteczkowy cytrynianu trietylu stosowany jest w produktach kosmetycznych i do pielęgnacji ciała.
Mohan S. Mahal et al. (Bayer Corp.) poinformował, że preferowane plastyfikatory dla PVC obejmują trójestery kwasu cytrynowego lub acylowanego kwasu cytrynowego oraz4 ¢ 10 alkohołów węglowychtakie jak cytrynian acetylo-tri-butylowy, cytrynian n-butylo-tri-n-heksylowy oraz cytrynian acetylo-tri-n-oktylowy lub cytrynian decylowy.
Zalecane są cytryny o wyższej masie cząsteczkowej, takie jak cytryny acetylo-tri-n-heksylowe (ATHC) i cytryny n-butylo-tri-n-heksylowe, do urządzeń medycznych, takich jak worki krwi i rurki.
Cytryny o większej masie cząsteczkowejbardziej trwałeale mniej wydajny niż DEHP.
Które cytryny są zazwyczaj stosowane do plastyfikacji PVC?
Nie wszystkie cytryny nadają się do PVC.
Latoczność zmniejsza się zwiększając atomów węgla.
Acetylowany cytrynian trybutylu ma ograniczone zastosowanie w PVC ze względu na gorsze właściwości w niskich temperaturach i odporność na ekstrakcje wodne.
Niektóre z produktów stosowanych w formułach winylu to:
Cytrynian acetylo-tryn-n-butylowy jest zalecany do zabawek dla dzieci, opakowań do żywności, rur do napojów i wkładek do korony hełmu.
Cytrynian acetyl- tri- n- heksylowy zalecany jest do wyrobów medycznych.
Cytrynian n-butylo-tri-n-heksylowy jest również zalecany do wyrobów medycznych.
Niektóre wady plastyfikatorów cytrynowych to:
Wolacyjność jest wysoka.
Cytrynybrak trwałościi dlatego nie są wykorzystywane w elastycznych zastosowaniach, takich jak kable, podłogi lub dachy.