Migrația și difuzia plastifianților în produsele din PVC pot provoca îngălbenirea, întărirea și fragilitatea produselor, ceea ce va afecta performanța produselor. Ceea ce este mai grav&este că cea mai mare cantitate de plastifianți cu esteri de ftalați (PAE) prezintă riscuri cancerigene potențiale și vor pune în pericol sănătatea umană și vor polua mediul înconjurător după ce vor fi scoși din produse din PVC. Prin urmare, studierea mecanismului de migrare și a metodelor de inhibare a plastifianților în produsele din PVC este de o mare importanță pentru inhibarea apariției migrației și dezvoltarea produselor din PVC care nu migrează.
1. Mecanism de migrare a plastifiantului
Forța dintre plastifiant și moleculele de PVC este slabă forța van der Waals și legătura de hidrogen, iar plastifiantul este ușor de migrat și difuz către exterior în timpul procesării și utilizării.
Există patru modalități principale de migrare și difuzare a plastifianților:
①Volatilizați de la suprafața produselor din PVC la atmosferă;
②Faza lichidă contactată de produsul din PVC este extrasă;
③ Migrația și difuzia are loc în materialul solid sau semisolid contactat de produsul din PVC;
④Exclus din produse din PVC sub presiune.
Migrația și difuzia plastifiantului trece în principal prin trei etape: plastifiantul difuzează către suprafața interioară, formează un" pe suprafața interioară și se difuzează de suprafața produsului.
Migrația și difuzia plastifiantului pot fi considerate ca transferul de substanțe moleculare mici în polimer, care este migrarea în golurile dintre segmentele de polimer. Segmentele de lanț molecular din polimeri includ de obicei tipuri liniare, ramificate și reticulate și vor exista aranjamente și stivuiri între segmentele de lanț. Prin urmare, structura rețelei spațiale interne a polimerului este extrem de complexă și există în același timp regiuni cristaline și amorfe. Regiunile amorfe sunt în mare parte amorfe, cu mai multe decalaje între segmente decât regiunile cristaline. Prin urmare, viteza de migrare și difuzie a moleculelor mici din regiunea cristalină este mai mică decât cea a regiunii amorfe. Morfologia regiunilor cristaline, a regiunilor amorfe și a segmentelor moleculare se va schimba odată cu modificările condițiilor externe, cum ar fi temperatura.
2. Factori care afectează migrarea plastifiantului
Principalii factori care afectează migrația și difuzia plastifianților în produsele din PVC sunt temperatura, caracteristicile produsului din PVC, caracteristicile moleculare ale plastifiantului, conținutul de plastifiant, mediu etc.
① Temperatura: temperatura poate afecta semnificativ apariția difuziei. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare energia de activare termică a atomilor și va avea loc o migrare mai ușoară.
Characteristics Caracteristicile produsului din PVC: reflectate în principal în volumul liber al segmentului de lanț și în caracteristicile de mișcare ale segmentului de lanț. Când volumul liber minim necesar pentru mișcarea moleculelor de plastifiant este mai mic decât volumul liber al segmentului de polimer, moleculele de plastifiant se pot difuza prin segmentul de polimer. Cu cât este mai mare volumul liber din PVC, cu atât este mai ușor să migreze moleculele plastifiante. Cu cât este mai mare gradul de nesaturare a lanțului molecular din PVC, cu atât este mai mare mobilitatea și cu cât plastifiantul este mai ușor de difuzat.
CharacteristicsCaracteristicile moleculare ale plastifiantului: Greutatea moleculară relativă a plastifiantului afectează în mod direct capacitatea sa de migrare. Cu cât greutatea moleculară relativă este mai mare, cu atât este mai dificil de difuzat în produsele din PVC. Când volumul molecular al plastifiantului este același, plastifiantul cu molecule plate sau lungi este mai ușor de difuzat decât plastifiantul cu molecule sferice.
④Conținutul de plastifiant: atunci când alte condiții sunt aceleași, cu cât este mai mare conținutul de plastifiant, cu atât va avea loc o migrare mai ușoară.
⑤Mediu: În general, plastifiantul este mai ușor de extras de solventul din faza uleioasă, dar mai greu de extras de faza apoasă.