2022 La guida completa ai plastificanti: La guida definitiva

Plastificante è un additivo per materiali polimerici ampiamente utilizzato nella produzione industriale, noto anche come plastificante. Viene aggiunto al materiale per renderlo più morbido e flessibile, per aumentare la plasticità di una sostanza, per ridurne la viscosità o per ridurre l'attrito durante il processo di produzione.

I plastificanti vengono solitamente aggiunti ai polimeri per facilitare la manipolazione delle materie prime durante il processo di produzione o per soddisfare le esigenze dell'applicazione del prodotto finale. Ad esempio, i plastificanti vengono solitamente aggiunti al cloruro di polivinile (PVC), che altrimenti diventerebbe duro e fragile, rendendolo morbido e volatile. Questo lo rende adatto a prodotti come pavimenti in vinile, vestiti, borse, tubi e rivestimenti in filo metallico.

Come i plastificanti inorganici

Calcestruzzo

Nella tecnologia del calcestruzzo, i plastificanti e i superfluidificanti sono chiamati anche riduttori d'acqua ad alto livello. Quando vengono aggiunti alle miscele di calcestruzzo, conferiscono molte proprietà, tra cui una migliore lavorabilità e resistenza. La resistenza del calcestruzzo è inversamente proporzionale alla quantità d'acqua aggiunta (cioè il rapporto acqua-cemento (a/c)). Per produrre un calcestruzzo più resistente, è necessario aggiungere meno acqua, il che rende la miscela di calcestruzzo difficile da costruire e da impastare. Pertanto, è necessario utilizzare plastificanti, riduttori d'acqua, superfluidificanti, fluidificanti o disperdenti.

Quando si aggiunge pozzolana al calcestruzzo per aumentarne la resistenza, spesso si utilizzano anche plastificanti. Questo metodo di rapporto di miscelazione è particolarmente diffuso nella produzione di calcestruzzo ad alta resistenza e di calcestruzzo fibrorinforzato.

Di solito è sufficiente aggiungere 1-2% di plastificante per unità di peso di cemento. L'aggiunta di una quantità eccessiva di plastificante provoca un'eccessiva segregazione del calcestruzzo, per cui è sconsigliata. A seconda delle specifiche sostanze chimiche utilizzate, un'eccessiva quantità di plastificante può avere un effetto bloccante.

I plastificanti sono solitamente prodotti a partire da lignosolfonati, che sono sottoprodotti dell'industria cartaria. I superfluidificanti sono solitamente prodotti a partire da condensati di naftalene solfonato o formaldeide melamminica solfonata, sebbene siano ora disponibili nuovi prodotti a base di eteri policarbossilici. I plastificanti tradizionali a base di lignosolfonati e i superplastificanti a base di naftalene e melammina solfonati disperdono le particelle di cemento flocculate attraverso un meccanismo di repulsione elettrostatica. Nei plastificanti ordinari, le sostanze attive vengono adsorbite sulle particelle di cemento, rendendole cariche negativamente e provocando una repulsione tra le particelle. I superfluidificanti a base di lignina, naftalene e melammina solfonato sono polimeri organici. Lunghe molecole le avvolgono intorno alle particelle di cemento, rendendole altamente cariche negativamente e respingendosi a vicenda.

Il ruolo del superfluidificante policarbossilato etere (PCE) o policarbossilato (PC) da solo è diverso da quello dei superfluidificanti a base di solfonati, in quanto disperde il cemento attraverso la stabilizzazione sterica. L'effetto di questa forma di dispersione è più forte e migliora la lavorabilità della miscela di cemento.

Stucco
All'impasto dello stucco per pannelli si possono aggiungere plastificanti per migliorare la lavorabilità. Per ridurre l'energia consumata per l'asciugatura dei pannelli, si aggiunge meno acqua, il che rende le miscele di gesso molto impraticabili e difficili da miscelare, per cui è necessario utilizzare plastificanti, riduttori d'acqua o disperdenti. Alcuni studi hanno anche dimostrato che una quantità eccessiva di disperdente lignosolfonato può causare isteresi. I dati indicano che si è verificata la formazione di cristalli amorfi, che hanno compromesso l'interazione dei cristalli meccanici aghiformi nel nucleo, impedendo così di ottenere un nucleo più resistente. L'agente chelante nello zucchero, il lignosolfonato (come l'acido aldonico) e il composto di estrazione svolgono principalmente un ruolo di blocco. Questi disperdenti a basso grado di riduzione dell'acqua sono solitamente costituiti da lignosolfonato, un sottoprodotto dell'industria cartaria.

I superfluidificanti ad alta gamma sono solitamente prodotti a partire da condensati di naftalene solfonato, anche se gli eteri policarbossilati rappresentano un'alternativa più moderna. Questi riduttori d'acqua ad alta gamma sono utilizzati a 1/2 - 1/3 del tipo di lignosolfonato.

I plastificanti tradizionali a base di lignosolfonato e naftalensolfonato disperdono le particelle di gesso flocculate attraverso un meccanismo di repulsione elettrostatica. Nei plastificanti tradizionali, la sostanza attiva viene adsorbita sulle particelle di gesso, rendendole cariche negativamente e provocando una repulsione tra le particelle. I plastificanti a base di lignina e naftalene solfonato sono polimeri organici. Le lunghe molecole si avvolgono intorno alle particelle di gesso, rendendole altamente cariche negativamente e respingendosi a vicenda.

Materiali energetici
Le composizioni pirotecniche di materiali ad alta energia, in particolare i propellenti solidi per razzi e le polveri senza fumo per armi da fuoco, spesso utilizzano plastificanti per migliorare le proprietà fisiche del legante del propellente o dell'intero propellente per fornire combustibile ausiliario e, in condizioni ideali, migliorare il rendimento energetico specifico (come l'impulso specifico). I plastificanti ad alta energia migliorano le proprietà fisiche dei materiali ad alta energia e allo stesso tempo ne aumentano il rendimento energetico specifico. I plastificanti ad alta energia sono generalmente preferibili ai plastificanti non ad alta energia, soprattutto per i propellenti solidi per razzi. I plastificanti ad alta energia riducono la massa di propellente necessaria, consentendo ai veicoli a razzo di trasportare un maggior carico utile o di raggiungere velocità più elevate. Tuttavia, per motivi di sicurezza o di costo, nei propellenti per razzi possono essere richiesti anche plastificanti non energetici. Il propellente solido per razzi viene utilizzato per alimentare lo Space Shuttle. Il booster a razzo solido utilizza l'HTPB, una gomma sintetica, come combustibile secondario non ad alta energia.

Applicazione di cartongesso

Il plastificante utilizzato nei muri a secco in gesso è anche chiamato disperdente, in grado di aumentare la lavorabilità del gesso prima dell'indurimento. Per ridurre l'energia necessaria all'asciugatura del muro a secco, durante la produzione si aggiunge meno acqua e la lavorabilità in questo momento peggiora. L'aggiunta di un plastificante può migliorare la lavorabilità. Tuttavia, se si aggiunge una quantità eccessiva di plastificante, si verifica un effetto ritardante e la resistenza del muro a secco in gesso si deteriora.

Applicazione di materiale energetico

I materiali energetici e gli agenti pirotecnici utilizzano generalmente plastificanti. Da un lato, possono migliorare le proprietà fisiche del propellente o del suo legante. Dall'altro lato, possono essere utilizzati come combustibile ausiliario per aumentare la propulsione fornita dall'unità di massa di combustibile (cioè Than punch). Nei propellenti solidi per razzi e nelle polveri senza fumo, i plastificanti sono particolarmente necessari per migliorare le proprietà fisiche o aumentare l'impulso specifico. I plastificanti che possono aumentare l'impulso specifico sono generalmente chiamati plastificanti energetici. Il vantaggio è che possono ridurre la massa del propellente, aumentare il carico del razzo o aumentarne la velocità massima.

Imballaggio per alimenti

L'acido polilattico (PLA) presenta vantaggi unici quando viene utilizzato come materiale di imballaggio alimentare. Può sostituire completamente i materiali di imballaggio tradizionali e la sua esclusiva protezione ambientale gli conferisce un posto importante nello sviluppo futuro dei materiali di imballaggio. Il materiale PLA ha una superficie liscia e un alto grado di trasparenza, per cui può competere con il polistirene e il polietilene tereftalato (PET) nelle applicazioni di imballaggio alimentare. Il PLA è attualmente utilizzato per imballaggi rigidi come frutta e verdura, uova, cibi cotti e prodotti da forno. Il film di PLA viene utilizzato per l'imballaggio di prodotti come panini, biscotti e fiori. Esistono anche applicazioni per il soffiaggio del PLA in bottiglie per il confezionamento di acqua, zuppa, cibo e olio alimentare.

Le pellicole di plastica spesso utilizzate nella vita quotidiana sono, da un lato, il PE (polietilene), materiale non additivato, che ha una scarsa viscosità; dall'altro, le pellicole di plastica in PVC (cloruro di polivinile), che contengono una grande quantità di plastificanti per rendere il materiale in PVC (cloruro di polivinile) più morbido e aumentare la viscosità, adatto per l'imballaggio di alimenti freschi e quindi più utilizzato. Un altro prodotto che contiene plastificanti sono i giocattoli per bambini in PVC. L'Unione Europea ha specificato che il contenuto di plastificanti nei giocattoli di plastica deve essere inferiore a 0,1%. Anche i cosmetici, come i profumi e gli smalti per unghie spesso utilizzati dalle donne, contengono plastificanti.

 

Qual è il ruolo dei plastificanti e dei metodi di rilevamento?

Il ruolo dei plastificanti

I plastificanti sono prodotti industriali di massa, ampiamente utilizzati in vari settori dell'economia nazionale, tra cui plastica, gomma, adesivi, cellulosa, resine, dispositivi medici, cavi e migliaia di altri prodotti.

Ad esempio, tra i film di cling comunemente utilizzati, uno è il materiale PE (polietilene) senza additivi, ma la sua viscosità è scarsa; un altro ampiamente utilizzato è il film di cling in PVC (cloruro di polivinile), con un gran numero di plastificanti per rendere il materiale PVC (cloruro di polivinile) morbido e aumentare la viscosità, ideale per l'imballaggio di alimenti freschi.

Un altro prodotto ampiamente disponibile con plastificanti sono i giocattoli per bambini in PVC; l'UE ha esplicitamente stabilito che il contenuto di plastificanti nei giocattoli deve essere inferiore a 0,1%, ma a Taiwan non ci sono regolamenti o restrizioni chiare.

Le donne usano spesso profumi, smalti per unghie e altri cosmetici, gli ftalati come agente fissante della fragranza per mantenere l'odore del profumo o per rendere più liscia la pellicola dello smalto.

Metodo di rilevamento dei plastificanti

Attualmente, la rilevazione dei plastificanti utilizza principalmente la tecnologia di analisi dei gas e la tecnologia di analisi dei liquidi. Il metodo di analisi gassosa dei plastificanti ha il vantaggio di non presentare problemi di interferenza di fondo, ma il metodo gassoso per i campioni liquidi contenenti acqua non può essere inserito direttamente nell'elaborazione del campione, i tempi di esecuzione sono lunghi, circa 30 minuti, e la sensibilità non è elevata come quella del metodo liquido. Dal punto di vista della risposta alle sfide delle normative e del numero crescente di fonti di campioni, nonché dei tipi di plastificanti, la tecnologia di analisi di massa liquida è più lungimirante. Tuttavia, la tecnica liquido-liquido ha anche i suoi svantaggi, in particolare l'interferenza di fondo dei plastificanti è troppo elevata, il che compromette seriamente la caratterizzazione e la quantificazione.

 

Plastificanti ritardanti di fiamma della stessa serie

Lcflex® T-50	T-50; ASE	CAS 91082-17-6
Lcflex® ATBC	Acetil tributile citrato	CAS 77-90-7
Lcflex® TBC	Tributile citrato	CAS 77-94-1
Lcflex® TCPP	Ritardante di fiamma TCPP	CAS 13674-84-5
Lcflex® DOTP	Tereftalato di diottile	CAS 6422-86-2
Lcflex® DEP	Dietil ftalato	CAS 84-66-2
Lcflex® TEC	citrato di trietile	CAS 77-93-0
Lcflex® DOA	Diottile adipato	CAS 123-79-5
Lcflex® DOS	ACIDO SEBACICO DI-N-OTTILE ESTERE	CAS 2432-87-3
Lcflex® DINP	Diisononil ftalato	CAS 28553-12-0/685 15-48-0
Lcflex® TMP	Trimetilolpropano	CAS 77-99-6
Lcflex® TEP	Fosfato di trietile	CAS 78-40-0
Lcflex® TOTM	Triottile trimellitato	CAS 3319-31-1
Lcflex® BBP	Plastificanti a base biologica, Plastificante ad alta efficienza
Lcflex® TMP	Trimetilolo propano	CAS 77-99-6
Lcflare® TCEP	Tris(2-cloroetil)fosfato	CAS 115-96-8
Lcflare® BDP	Bisfenolo-A bis(difenilfosfato)	CAS 5945-33-5
Lcflare® TPP	Fosfato di trifenile	CAS 115-86-6

 

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