3. 2 Phản ứng chuyển mạch:
4.2. Các chất phụ gia trong gia công PVC
PVC nguyờn thủy hầu như khụng cú ứng dụng thực tế. Để cú thể gia cụng thành những sản phẩm tiờu dựng phải dựng một số húa chất bổ sung để duy trỡ, cải thiện hoặc tạo ra những tớnh năng mới cho nhựa. Ta gọi chung những húa chất này là cỏc phụ gia. Phụ gia cú thể là một húa chất riờng biệt hay kết hợp 2, 3 húa chất để cú được hiệu ứng cao hơn (synergic) hay mang tớnh chọn lọc hơn... Khi ấy ta sẽ cú một hệ chất phụ gia.Việc lựa chọn phụ gia cần phải chỳ ý đến một số yếu tố sau:
Phụ gia hoặc hệ phụ gia phải cú khả năng giảm đến mức tối đa sự phõn hủy của nhựa trong quỏ trỡnh gia cụng;
Lĩnh vực ứng dụng sản phẩm;
Mụi trường sử dụng sản phẩm;
Điều kiện gia cụng sản phẩm...
Dưới đõy giới thiệu cỏc chất phụ gia cho sản phẩm sản xuất từ PVC:0
4.2.1. Chất ổn định
Chất ổn định giỳp cỏc sản phẩm từ PVC chống lại cỏc tỏc động bờn ngoài như: nhiệt độ, ỏnh sỏng, sự ụxy húa... Chỳng cú thể được phõn loại như sau:
Muối kim loại của axớt vụ cơ: 3PbO.PbSO4.H2O; 2PbCO3.Pb(OH)2; 2PbO.PbHPO3.1/2H2O;
Muối kim loại của axớt bộo: stearat, laurat, naphthenat,ricinoleat...
Phức kim loại: Cỏc phenat của Ba/Cd và Ba/Cd/Zn;
Hợp chất cơ thiếc: Thiếc dibutyl-dilaurat (DBTL), thiếc dibutyl maleat (DBTM);
Hợp chất cú chứa nhúm epoxi
─ CH ─ CH ─ O
như:
- Glicidyl ether của resorcinol, di-iso-butylphenol; - Ester epoxi húa của axớt: oleic, lauric...
- Dầu thực vật epoxi húa: dầu đậu nành, dầu thầu dầu... - Nhựa epoxi...
Cỏc loại khỏc:cỏc chelat, cỏc chất chống oxi húa, mercaptit...
Việc lựa chọn cỏc chất ổn định phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: mục đớch sử dụng sản phẩm, điều kiện và mụi trường sử dụng sản phẩm, cỏc yếu tố kỹ thuật cũng như kinh tế...Ngoài ra kinh nghiệm thực tế của nhà sản xuất cũng đúng một vai trũ rất quan trọng.
Vớ dụ, đối với sản phẩm cú yờu cầu cao về tớnh khụng độc bắt buộc ta phải chọn hệ chất ổn định là hỗn hợp của dầu đậu nành epoxi húa (3-5 phần) và phức Ca/Mg/Zn (1,5-3 phần). Đối với PVC để sản xuất ống dẫn nước sinh hoạt và phụ kiện ta dựng sulphat chỡ trung tớnh (3PbO.PbSO4.H2O) với tỉ lệ khụng quỏ 2 phần khối lượng.
4.2.2. Chất húa dẻo
Chất húa dẻo giỳp cho việc gia cụng dễ dàng hơn và tạo ra những sản phẩm cú độ linh hoạt, mềm dẻo.
Cũng như cỏc chất ổn định, số lượng chất húa dẻo cho nhựa PVC rất phong phỳ và đa dạng. Cú thể phõn loại cỏc chất húa dẻo như sau:
Cỏc ester của axit thơm, trong đú ester của axit phtalic – cỏc phtalate - chiếm đến hơn 70% tổng lượng cỏc chất húa dẻo trờn thị trường. Bảng 11 là một số phtalate thụng dụng dựng cho cỏc sản phẩm PVC. Tỉ trọng riờng tương đối Nhiệt độ sụi Hao hụt do bay hơi Phtalat Khối lượng phõn tử 25oC oC/Torr % Lĩnh vực ứng dụng Di-butyl, DBP 278 1,045 310 185/5 Di-octyl, DOP 390 0,985 386 230/4 1,0 Di-iso-octyl,DIOP 390 0,984 231/4 1,0 Dựng cho mục đớch chung Di-iso-decyl,DIDP 447 0,966 251/4 0,1 Di-isotridecyl, DTDP 530 0,950 285/3,5 0 Cỏc sản phẩm cú nhiệt độ gia cụng cao Bảng 11: Tớnh chất của một số chất húa dẻo phtalat
• Ester của axit aliphatic: Cỏc adipat, sebacat, azelat… phự hợp cho sản xuất cỏc sản phẩm sử dụng ở nhiệt độ thấp. Cũn acetyl-tributyl citrate và một số dẫn xuất tương tự được sử dụng cho cỏc sản phẩm khụng độc hại.
• Chất húa dẻo polymer: Những chất húa dẻo loại này thường khụng bị bốc hơi và dịch chuyển ra khỏi hỗn hợp nhựa nờn được sử dụng cho bao bỡ và cỏc sản phẩm chịu nhiệt độ cao.Vớ dụ như: adipat và sebacat của propylene glycol (PPA và PPD).
• Cỏc phosphat hữu cơ: Do tớnh độc hại nờn ớt được dựng. Chỳng chỉđược sử dụng khi đũi hỏi sản phẩm cú khả năng chống chỏy cao. Vớ dụ: tritolyl phosphat (TTP) và trixylyl phosphat (TXP).
• Chất húa dẻo từ epoxy: Là cỏc loại dầu thực vật epoxy húa và cỏc eter của epoxy-axit như dầu đậu nành epoxy húa, butyl epoxy-stearat …
Việc lựa chọn chớnh xỏc cỏc chất húa dẻo cho từng loại sản phẩm cũng tương tự như việc lựa chọn cỏc chất ổn định.
4.2.3. Cỏc loại phụ gia khỏc
a. Chất bụi trơn: Được sử dụng với 2 mục đớch:
• Làm giảm độ bỏm dớnh giữa chất dẻo ở trạng thỏi núng với vật liệu làm khuụn mẫu. Cỏc chất loại này được gọi là chất bụi trơn bờn ngoài. Vớ dụ: Axit stearic và cỏc muối kim loại của nú (Cd, PB, Ca, Ba…), axit myristic, sỏp parafin. Tỉ lệ dựng thường là từ 0,25 – 0,6 phần khối lượng.
• Tạo sự trượt dễ dàng giữa cỏc phõn tử polymer với nhau. Cỏc phụ gia dạng này gọi là bụi trơn bờn trong. Chỳng ớt được dựng cho loại PVC húa dẻo nhưng lại phổ biến đối với PVC cứng (khụng húa dẻo). Vớ dụ amit hoặc glyceryl ester của cỏc axit: stearic, oleic. Cú thể dựng riờng từng lọai hay hỗn hợp của 2, 3 thậm chớ 4 loại. Tỉ lệ sử dụng khụng qỳa 4 phần khối lượng.
b. Chất độn:
Chất độn sử dụng cho PVC núi riờng hay cho chất dẻo núi chung, khụng chỉ với mục đớch giảm giỏ thành mà cũn để cải thiện tớnh năng kỹ thuật của chỳng.
• Chất độn cho PVC cứng: Canxi cacbonat (CaCO3), thạch cao;
• Chất độn cho PVC húa dẻo: CaCO3, muội than, đất sột, canxi silicat…
c. Chất màu Việc lựa chọn chất màu cần chỳ đến một số đặc tớnh của chỳng như: • Khả năng phõn tỏn vào nhựa; • Độ bền nhiệt; • Độ bền với mụi trường sử dụng; • Độ dịch chuyển • Độ bền màu…
Màu Húa chất vụ cơ Húa chất hữu cơ
Đen Muội than, oxit sắt đen Đen anilin
Trắng Titan dioxit
Đỏ cadmi, chỡ molibdat, Azo, perylen, quinacridin,
Đỏ
sulphocromat molibdat đỏ antraquinom
Vàng crom, vàng niken/titan, Azo,antraquinon, benzidin, Vàng
bismut vanadat
Xanh Oxit crom, oxit Co/Cr/Zn/Ti Phthalocyanin
Tớm Dioxazin
Bảng 12: Một số chất màu thụng dụng cho nhựa PVC