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Plastificantes de citrato como substituto do DOP

Plastificantes de citrato como substituto do DOP

2026-06-02
Introdução
  • DOP é tradicionalmente usado comoplastificante de uso geralpara PVC. No entanto, devido a problemas de toxicidade, está em extinção em muitos países e é proibido para produtos de PVC em aplicações alimentícias e de saúde.
  • Entre os plastificantes não ftalatos, os plastificantes citratos que sãoésteres de ácido cítrico,são fortes candidatos para substituir o DOP.
  • Plastificantes de base biológica são aditivos poliméricos destinados a melhorar a flexibilidade, maciez, trabalhabilidade e volatilidade dos materiais plastificados.
  • Estes são baseados em recursos renováveis ​​e produzidos a partir de matérias-primas vegetais como soja, palma, mamona,citratos,ácido esteárico e amido.
  • Os Plastificantes de Base Biológica são amplamente utilizados em formulações de PVC.
Benefícios dos plastificantes de citrato:
  • Os plastificantes à base de citrato são valorizados porque são“produtos naturais”,que pode teralto conteúdo de base biológica(dependendo de como são feitos) e têmbaixa toxicidade,embora custem mais.
  • Os plastificantes de citrato oferecem melhor biodegradabilidade e menos efeitos colaterais bioquímicos.
  • Bolsas de sangue e múltiplas bolsas de sangue feitas de materiais de filme de PVC plastificado com citrato têm alto O2transmissibilidade e resistir à quebra em baixas temperaturas.
  • Os plastificantes de citrato são usados ​​em embalagens de alimentos, embalagens plásticas e aplicações médicas.
  • Também pode ser utilizado para aumentar a velocidade de gelificação em plastisóis de PVC.
  • Os citratos são utilizados em brinquedos produzidos pelo processo plastisol.
  • Ésteres de ácido cítrico também são usados ​​como inibidores de espuma.
  • Os citratos são compatíveis com polímeros como PVC, PVA, PVB, polipropileno.
Como os plastificantes de citrato são fabricados?
  • O ácido cítrico é um produto naturalácido tribásicoe carrega umgrupo hidroxila, o que prejudica sua compatibilidade com o PVC. Porém, atua como matéria-prima exclusiva para plastificantes.
  • Os plastificantes de citrato são fabricados pela reação do ácido cítrico com álcoois (ROH), possuindo diferentes grupos R (alquil). Por isso:
  • Ésteres parciais de citrato (com grupo OH livre disponível) são úteis como plastificantes
  • No entanto, o ácido cítricogrupo hidroxila solitárioprejudica a compatibilidade do PVC.
  • Esta desvantagem é removida pela acetilação do grupo OH.
O que é acetilação e quais são os benefícios?
  • Na reação de acetilação, o átomo de hidrogênio de um grupo álcool é substituído por um grupo acetila.(CH3C=O),devido a queéster é formado.
  • Os produtos formados durante a acetilação consistem em um grupo funcional acetoxi AcO ou OAc,(CH3C=O)-O-que difere do grupo acetil pela presença de átomo de oxigênio adicional.
  • Acetilação do plastificante citratomelhora sua eficiência, resistência à tração e alongamento na ruptura.
  • Além disso, não suporta o crescimento de fungos.
As reações de acetilação para ATBC são as seguintes1:

Ácido cítrico + 3 n-Butanol ➔ citrato de tri -n-butila(a confirmar)+ 3H2Ó

Citrato de tri-n-butila + Anidrido acético ➔ Citrato de acetil tri-n-butila.(ATBC)

Qual comprimento de cadeia do plastificante de citrato é bom?
  • O citrato de trietila de baixo peso molecular é usado em produtos cosméticos e de cuidados pessoais.
  • Mohan S. Mahal et al (Bayer Corp.) relataram que os plastificantes preferidos para PVC incluem triésteres de ácido cítrico ou ácido cítrico acilado e4 – 10 álcoois de carbonotais como citrato de acetil tri-butil, citrato de n-butiril tri-n-hexil e acetil tri-n-octil ou citrato de decil.
  • Citratos de peso molecular mais alto, como citrato de acetil tri-n-hexil (ATHC) e citrato de n-butil tri-n-hexil, são recomendados para dispositivos médicos, como bolsas de sangue e tubos.
  • Citratos de maior peso molecular sãomais permanentemas menos eficiente que o DEHP.
Quais citratos são geralmente usados ​​para plastificar o PVC?
  • Nem todos os citratos são adequados para PVC.
  • A volatilidade diminui com o aumento dos átomos de carbono.
  • O citrato de tributila acetilado tem uso limitado em PVC devido às propriedades inferiores em baixa temperatura e à resistência a extrações aquosas.
  • Alguns dos produtos utilizados nas formulações de vinil são:
  1. O citrato de acetil tri-n-butila é recomendado para brinquedos infantis, embalagens de alimentos, tubos de bebidas e revestimentos de coroas de capacetes.
  2. O citrato de acetil tri-n-hexil é recomendado para dispositivos médicos.
  3. O citrato de n-butil tri-n-hexil também é recomendado para dispositivos médicos.
Algumas das desvantagens dos plastificantes de citrato são:
  • A volatilidade é alta,
  • Citratosfalta permanênciae, portanto, não são empregados em aplicações resilientes como cabos, pisos ou telhados.
  • Eles induzemmais embaçamentoem aplicações cinematográficas.