PVC боловсруулалтад металл савангийн тогтворжуулагчид, тэдгээрийн үүрэг ба механизм

Поливинил хлорид (PVC) нь барилгын материалаас эхлээд эмнэлгийн хэрэгсэл, өргөн хэрэглээний бараа бүтээгдэхүүн хүртэл олон талт байдал, өртөг хэмнэлттэй байдал, тоо томшгүй олон эцсийн бүтээгдэхүүнд дасан зохицох чадвараараа алдартай. Гэсэн хэдий ч энэхүү өргөн хэрэглэгддэг материал нь дулааны тогтворгүй байдал гэсэн чухал эмзэг байдлыг агуулдаг. Шахмал, шахах хэвэнд оруулах эсвэл хувилахад шаардлагатай өндөр температурт (160-200°C) өртөх үед PVC нь хор хөнөөлтэй дегидрохлоржуулалтын процесст ордог. Энэ урвал нь өөрөө үргэлжлэх гинжин урвалыг өдөөдөг катализатор болох давсны хүчил (HCl) ялгаруулж, өнгө өөрчлөгдөх, хэврэг болох, механик бат бөх чанараа алдах зэргээр тодорхойлогддог материалын задралд хүргэдэг. Энэ асуудлыг багасгаж, PVC-ийн бүрэн боломжийг нээхийн тулд дулааны тогтворжуулагч нь хэлэлцээр хийх боломжгүй нэмэлт бодисууд юм. Эдгээрийн дотор Металл савангийн тогтворжуулагч нь үр нөлөө, нийцтэй байдал, өргөн хэрэглээний хувьд үнэ цэнэтэй тулгын чулуун шийдэл болж өгдөг. Энэ блогт бид PVC боловсруулалтад Металл савангийн тогтворжуулагчийн үүрэг, механизмыг судалж, цайрын стеарат PVC найрлага зэрэг гол жишээнүүдийг тодруулж, янз бүрийн салбар дахь бодит хэрэглээг судлах болно.

Эхлээд юу болохыг тодруулъяМеталл савангийн тогтворжуулагчбайна. Эдгээр тогтворжуулагчид нь үндсэндээ тосны хүчлүүд (стеарин, лаурин эсвэл олейны хүчил гэх мэт)-ийг металлын исэл эсвэл гидроксидтой урвалд оруулснаар үүссэн органик металлын нэгдлүүд юм. Үүссэн "саван" нь металлын катионыг агуулдаг бөгөөд ихэвчлэн үелэх хүснэгтийн 2-р бүлгээс (кальци, бари, магни гэх мэт шүлтлэг шороон металлууд) эсвэл 12-р бүлгээс (цайр, кадми) олддог бөгөөд урт гинжин тосны хүчлийн анионтой холбогддог. Энэхүү өвөрмөц химийн бүтэц нь PVC-ийг тогтворжуулахад хоёрдмол үүрэг гүйцэтгэдэг: HCl-ийг цэвэрлэж, PVC полимер гинжин хэлхээнд тогтворгүй хлорын атомуудыг орлуулах. Органик бус тогтворжуулагчдаас ялгаатай нь Металл Савангийн тогтворжуулагч нь липофиль бөгөөд өөрөөр хэлбэл тэд PVC болон бусад органик нэмэлтүүд (хуванцаржуулагч гэх мэт)-тэй жигд холилдож, материалын туршид жигд гүйцэтгэлийг хангадаг. Хатуу болон уян хатан PVC найрлагатай нийцтэй байдал нь үйлдвэрлэгчдийн хувьд тэдний гол сонголт болох статусыг улам бататгадаг.

Металл савангийн тогтворжуулагчийн үйлчлэх механизм нь PVC задралын үндсэн шалтгааныг чиглүүлсэн нарийн төвөгтэй, олон үе шаттай үйл явц юм. Үүнийг ойлгохын тулд бид эхлээд PVC яагаад дулааны нөлөөгөөр задардагийг эргэн санах хэрэгтэй. PVC-ийн молекулын гинжин хэлхээнд "гажиг" - гуравдагч нүүрстөрөгчийн атомуудтай холбогдсон эсвэл давхар холбооны хажууд байрлах тогтворгүй хлорын атомууд агуулагддаг. Эдгээр согогууд нь халаахад дегидрохлоржуулалтын эхлэлийн цэгүүд юм. HCl ялгарах үед энэ нь илүү их HCl молекулуудыг зайлуулахыг хурдасгаж, полимер гинжин хэлхээний дагуу коньюгат давхар холбоо үүсгэдэг. Эдгээр давхар холбоо нь гэрлийг шингээж, материалыг шар, улбар шар эсвэл бүр хар өнгөтэй болгодог бол гинжин хэлхээний тасарсан бүтэц нь суналтын бат бэх, уян хатан чанарыг бууруулдаг.

 

 

Металл савангийн тогтворжуулагч нь энэ үйл явцад хоёр үндсэн аргаар оролцдог. Нэгдүгээрт, тэдгээр нь HCl-ийн цэвэрлэгч (мөн хүчил хүлээн авагч гэж нэрлэдэг) үүрэг гүйцэтгэдэг. Саван дахь металл катион нь HCl-тэй урвалд орж тогтвортой металл хлорид ба тосны хүчил үүсгэдэг. Жишээлбэл, цайрын стеарат PVC системд цайрын стеарат нь HCl-тэй урвалд орж цайрын хлорид ба стеарины хүчил үүсгэдэг. HCl-ийг саармагжуулснаар тогтворжуулагч нь автокаталитик гинжин урвалыг зогсоож, цаашид задралаас сэргийлдэг. Хоёрдугаарт, олон металл савангийн тогтворжуулагч, ялангуяа цайр эсвэл кадми агуулсан нь орлуулах урвалд орж, PVC гинжин хэлхээний тогтворгүй хлорын атомуудыг тосны хүчлийн анионоор сольдог. Энэ нь тогтвортой эфирийн холбоог үүсгэж, задралыг эхлүүлдэг согогийг арилгаж, полимерийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг. Энэхүү давхар үйлдэл болох хүчил цэвэрлэгч ба согогийг таглах нь Металл савангийн тогтворжуулагчийг анхны өнгө өөрчлөгдөхөөс урьдчилан сэргийлэх, урт хугацааны дулааны тогтвортой байдлыг хадгалахад маш үр дүнтэй болгодог.

Бүх хэрэглээнд төгс тохирох ганц металл саван тогтворжуулагч байдаггүй гэдгийг тэмдэглэх нь чухал юм. Үүний оронд үйлдвэрлэгчид гүйцэтгэлийг оновчтой болгохын тулд янз бүрийн металл савангийн синергетик хольцыг ихэвчлэн ашигладаг. Жишээлбэл, цайр дээр суурилсан саван (жишээ ньЦайрын стеарат) нь өнгөө эрт хадгалах, тогтворгүй хлорын атомуудад хурдан урвалд орж, шарлахаас сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч цайрын хлорид - тэдний хүчил цэвэрлэх үйл ажиллагааны дайвар бүтээгдэхүүн - нь өндөр температур эсвэл удаан хугацааны боловсруулалтын үед задралыг дэмждэг зөөлөн Льюисийн хүчил юм ("цайрын түлэгдэлт" гэгддэг үзэгдэл). Үүнийг арилгахын тулд цайрын саванг ихэвчлэн кальци эсвэл барийн савантай хольдог. Кальци болон барийн саван нь өнгөө эрт хадгалахад бага үр дүнтэй боловч HCl-ийн илүү сайн цэвэрлэгч бөгөөд цайрын хлорид болон бусад хүчиллэг дайвар бүтээгдэхүүнийг саармагжуулдаг. Энэхүү хольц нь тэнцвэртэй системийг бий болгодог: цайр нь анхны тод өнгийг баталгаажуулдаг бол кальци/барий нь урт хугацааны дулааны тогтвортой байдлыг хангадаг. Жишээлбэл, цайрын стеарат PVC найрлагад цайрын түлэгдэлтийг бууруулж, материалын боловсруулалтын хугацааг уртасгахын тулд кальцийн стеарат ихэвчлэн ордог.

Металл саван тогтворжуулагчийн олон янз байдал болон тэдгээрийн хэрэглээг илүү сайн ойлгохын тулд нийтлэг төрөл, тэдгээрийн шинж чанар, PVC боловсруулалтын ердийн хэрэглээг авч үзье. Доорх хүснэгтэд цайрын стеарат болон тэдгээрийн хатуу ба уян хатан PVC дахь үүргийг багтаасан гол жишээнүүдийг харуулав.

 

 

Хүснэгтээс харахад цайрын стеарат PVC-ийн хэрэглээ нь олон талт байдал болон эрт үеийн хүчтэй өнгөний гүйцэтгэлийн ачаар хатуу болон уян хатан найрлагыг хоёуланг нь хамардаг. Жишээлбэл, хүнсний сав баглаа боодлын уян хатан PVC хальсанд цайрын стеаратыг кальцийн стеараттай хольж, хүнсний аюулгүй байдлын дүрэм журмыг дагаж мөрдөхийн зэрэгцээ хальсыг шахах явцад тунгалаг, тогтвортой байлгахыг баталгаажуулдаг. Хатуу PVC цонхны профайлд цайрын стеарат нь өндөр температурт боловсруулсан ч профайлын тод цагаан өнгийг хадгалахад тусалдаг бөгөөд удаан хугацааны өгөршлөөс хамгаалахын тулд барийн стеараттай хамт ажилладаг.

 

 

Цайрын стеарат зэрэг металл савангийн тогтворжуулагч нь бодит ертөнцийн PVC бүтээгдэхүүнд хэрхэн гүйцэтгэлийг бий болгодог болохыг харуулахын тулд тодорхой хэрэглээний хувилбаруудыг илүү гүнзгий авч үзье. Хатуу PVC-ээс эхлэн: хоолой, холбох хэрэгсэл нь хамгийн түгээмэл хатуу PVC бүтээгдэхүүний нэг бөгөөд тэдгээр нь өндөр боловсруулалтын температурыг тэсвэрлэх чадвартай, хатуу ширүүн орчинд (жишээлбэл, газар доорх, усанд өртөх) удаан хугацаанд бат бөх чанарыг хангадаг тогтворжуулагч шаарддаг. PVC хоолойн ердийн тогтворжуулагч системд кальцийн стеарат (анхдагч хүчил цэвэрлэгч), цайрын стеарат (өнгийг эрт хадгалах) болон барийн стеарат (урт хугацааны дулааны тогтвортой байдал) зэрэг холимог багтдаг. Энэхүү хольц нь хоолойг шахах явцад өнгөө алдахгүй, даралтын дор бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, хөрсний чийг, температурын хэлбэлзлээс болж доройтохоос хамгаалах боломжийг олгодог. Энэхүү тогтворжуулагч системгүйгээр PVC хоолойнууд цаг хугацааны явцад хэврэг болж, хагарах бөгөөд аюулгүй байдал, урт хугацааны үйлчилгээний салбарын стандартыг хангадаггүй.

Уян хатан чанарыг бий болгохын тулд хуванцаржуулагч ашигладаг уян хатан PVC хэрэглээ нь тогтворжуулагчдын хувьд өвөрмөц бэрхшээлийг үүсгэдэг - тэдгээр нь хуванцаржуулагчтай нийцтэй байх ёстой бөгөөд бүтээгдэхүүний гадаргуу руу шилжихгүй байх ёстой. Цайрын стеарат нь энд онцгой ач холбогдолтой, учир нь түүний өөхний хүчлийн гинж нь диоктил фталат (DOP) болон диизононил фталат (DINP) зэрэг нийтлэг хуванцаржуулагчтай нийцдэг. Жишээлбэл, уян хатан PVC кабелийн дулаалгад цайрын стеарат ба кальцийн стеаратын холимог нь дулаалгыг уян хатан байлгаж, шахалтын үед дулааны доройтолд тэсвэртэй, цаг хугацааны явцад цахилгаан тусгаарлагчийн шинж чанарыг хадгалдаг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн орчин эсвэл барилга байгууламжид ашиглагддаг кабелийн хувьд чухал ач холбогдолтой бөгөөд өндөр температур (цахилгаан гүйдэл эсвэл орчны нөхцөл байдлаас шалтгаалан) нь PVC-г доройтуулж, богино холболт эсвэл галын эрсдэлд хүргэж болзошгүй юм. Өөр нэг гол уян хатан PVC хэрэглээ бол шал юм - винил шал нь өнгөний тогтвортой байдал, уян хатан байдал, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хадгалахын тулд металл савангийн тогтворжуулагчийг ашигладаг. Ялангуяа цайрын стеарат нь цайвар өнгийн шалыг шарлахаас сэргийлж, олон жилийн турш гоо зүйн сэтгэл татам байдлаа хадгалахад тусалдаг.

Эмнэлгийн PVC нь металл савангийн тогтворжуулагч нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг өөр нэг салбар бөгөөд хоргүй байдал болон био нийцтэй байдлын хатуу шаардлагыг хангадаг. Энд тогтворжуулагч системүүд нь ихэвчлэн хоруу чанар багатай тул кальци, цайрын саван (цайрын стеарат орно) дээр суурилдаг бөгөөд хар тугалга эсвэл кадми зэрэг хуучин, хортой тогтворжуулагчдыг орлодог. Эмнэлгийн PVC хоолой (судсаар тарих шугам, катетер, диализийн төхөөрөмжид ашигладаг) нь биеийн шингэнд нэвчихгүй, уурын ариутгалыг тэсвэрлэх чадвартай тогтворжуулагч шаарддаг. Магнийн стеараттай хольсон цайрын стеарат нь боловсруулалт болон ариутгалын явцад шаардлагатай дулааны тогтвортой байдлыг хангаж, хоолой нь уян хатан, тунгалаг хэвээр байхыг баталгаажуулдаг. Энэхүү хослол нь FDA болон Европын Холбооны REACH зэрэг зохицуулах байгууллагуудын хатуу стандартыг хангасан тул эмнэлгийн хэрэглээнд аюулгүй сонголт болдог.

PVC боловсруулах зориулалттай металл саван тогтворжуулагч системийг сонгохдоо үйлдвэрлэгчид хэд хэдэн гол хүчин зүйлийг харгалзан үзэх ёстой. Нэгдүгээрт, PVC-ийн төрөл (хатуу ба уян хатан) нь тогтворжуулагчийн хуванцаржуулагчтай нийцтэй байдлыг тодорхойлдог - уян хатан найрлага нь хуванцаржуулагчтай сайн нийлдэг цайрын стеарат зэрэг тогтворжуулагчийг шаарддаг бол хатуу найрлага нь илүү өргөн хүрээний металл саван ашиглаж болно. Хоёрдугаарт, боловсруулалтын нөхцөл (температур, хадгалах хугацаа) нь тогтворжуулагчийн гүйцэтгэлд нөлөөлдөг: өндөр температурын процессууд (жишээлбэл, зузаан ханатай хоолойг шахах) нь барийн стеаратын холимог гэх мэт удаан хугацааны дулааны тогтвортой байдалтай тогтворжуулагчийг шаарддаг. Гуравдугаарт, эцсийн бүтээгдэхүүний шаардлага (өнгө, хоруу чанар, цаг агаарын эсэргүүцэл) нь чухал юм - хоол хүнс эсвэл эмнэлгийн хэрэглээнд хоргүй тогтворжуулагч (кальци/цайрын холимог) шаардлагатай байдаг бол гадаа хэрэглээнд хэт ягаан туяаны доройтлыг тэсвэрлэдэг тогтворжуулагч шаардлагатай (ихэвчлэн хэт ягаан туяаны шингээгчтэй хольсон). Эцэст нь, өртөг нь анхаарах ёстой зүйл юм: кальцийн стеарат нь хамгийн хэмнэлттэй сонголт бол цайр, барийн саван нь арай илүү үнэтэй боловч тодорхой газарт илүү сайн гүйцэтгэл үзүүлдэг.

Цаашид PVC боловсруулалтад Металл Саван Тогтворжуулагчийн ирээдүйг хоёр гол чиг хандлага бүрдүүлж байна: тогтвортой байдал болон зохицуулалтын дарамт. Дэлхий даяарх засгийн газрууд хортой тогтворжуулагч (хар тугалга, кадми гэх мэт)-ийг хатуу хориглож байгаа нь цайрын стеарат PVC найрлага зэрэг кальци-цайрын холимог зэрэг хоргүй хувилбаруудын эрэлтийг нэмэгдүүлж байна. Нэмж дурдахад, илүү тогтвортой хуванцарыг эрэлхийлэх нь үйлдвэрлэгчдийг био суурьтай Металл Саван Тогтворжуулагчийг боловсруулахад хүргэж байна - жишээлбэл, далдуу модны тос эсвэл шар буурцгийн тос зэрэг сэргээгдэх эх үүсвэрээс гаргаж авсан стеарины хүчил нь PVC үйлдвэрлэлийн нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулдаг. Тогтворжуулагчийн технологийн шинэчлэлүүд нь гүйцэтгэлийг сайжруулахад чиглэгддэг: хамтран тогтворжуулагчтай металл савангийн шинэ хольцууд (эпоксидын нэгдлүүд эсвэл фосфит гэх мэт) нь дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулж, уян хатан PVC-д шилжих хөдөлгөөнийг бууруулж, эцсийн бүтээгдэхүүний ашиглалтын хугацааг уртасгаж байна.

Металл саван тогтворжуулагч нь PVC боловсруулалтад зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд HCl цэвэрлэгч болон согогийг нөхөх бодис гэсэн давхар үүргээрээ полимерийн төрөлхийн дулааны тогтворгүй байдлыг арилгадаг. Хатуу PVC хоолойноос эхлээд уян хатан кабелийн дулаалга, эмнэлгийн хоолой хүртэлх тэдгээрийн олон талт байдал нь PVC болон бусад нэмэлтүүдтэй нийцтэй байхаас гадна тодорхой хэрэглээнд зориулж хольцыг тохируулах чадвараас үүдэлтэй юм. Ялангуяа цайрын стеарат нь эдгээр системд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд өнгийг эрт хадгалах, хатуу болон уян хатан найрлагатай нийцтэй байдлыг маш сайн хангадаг. PVC үйлдвэрлэл тогтвортой байдал, аюулгүй байдлыг тэргүүлсээр байгаа тул Металл саван тогтворжуулагч (ялангуяа хоргүй кальци-цайрын холимог) нь тэргүүлэх байр суурь эзэлсээр байх бөгөөд орчин үеийн үйлдвэрлэл, дүрэм журмын шаардлагыг хангасан өндөр чанартай, удаан эдэлгээтэй PVC бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг олгоно. Тэдний үйлчлэх механизм болон хэрэглээний тодорхой шаардлагыг ойлгох нь PVC-ийн бүрэн боломжийг нээж, бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, нийцлийг хангахыг эрмэлздэг үйлдвэрлэгчдэд чухал ач холбогдолтой юм.