เหตุใดแคลเซียม-สังกะสีจึงเข้ามาแทนที่ตะกั่วในสารเพิ่มความคงตัวของพีวีซีในปัจจุบัน?

วิวัฒนาการของการป้องกันความร้อนในกระบวนการผลิตพอลิเมอร์

สารเพิ่มความคงตัวของ PVC มีบทบาทสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง PVC ในระยะยาวระหว่างกระบวนการผลิตที่อุณหภูมิสูง เรซิน PVC มีความไวต่อความร้อนโดยธรรมชาติ และจะเริ่มเสื่อมสภาพอย่างมากที่อุณหภูมิ 120°C ถึง 130°C อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิต PVC โดยทั่วไปจะดำเนินการที่อุณหภูมิตั้งแต่ 160°C ถึง 220°C ดังนั้น หากไม่มีสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่มีประสิทธิภาพ เรซิน PVC จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเนื่องจากปฏิกิริยาการเสื่อมสภาพ เช่น ปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรคลอไรด์ เมื่อเกิดปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรคลอไรด์ ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) ที่เกิดขึ้นนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงมาก ก๊าซ HCl นี้สามารถทำให้ PVC เกิดปฏิกิริยา "ซิป" แบบเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเองได้ การเสื่อมสภาพในรูปแบบต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้นสามารถก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงหลายประการ:

การเปลี่ยนสีอย่างรุนแรง ตั้งแต่ไม่มีสีไปจนถึงสีเหลืองอ่อน และในที่สุดก็กลายเป็นสีดำสนิท คุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลเสื่อมลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เปราะบาง การกัดกร่อนของเครื่องจักรและอุปกรณ์เนื่องจากการปล่อยควันกรด การก่อตัวของลำดับโพลีอีนแบบคอนจูเกตทำให้คุณค่าทางด้านความสวยงามและโครงสร้างของวัสดุลดลง

การเลือกใช้สารเพิ่มความคงตัวสำหรับพีวีซีต้องคำนึงถึงเทคโนโลยีการผลิตและข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายด้วย อินเทม นำเสนอผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภท สินค้า ซึ่งเข้าไปแทรกแซงในวงจรการเสื่อมสภาพของ PVC โดยการทำให้ HCl เป็นกลาง รวมถึงการกำจัดอะตอมคลอรีนที่ไม่เสถียรออกไป

การจำแนกประเภทสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ประสิทธิภาพสูง

สารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่มีจำหน่ายในตลาดโลกได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองการใช้งานเฉพาะด้านได้อย่างดีที่สุดและในราคาที่เหมาะสม ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยสารเติมแต่งชนิดเดียว ส่วนประกอบเดียว หรือสารผสมหลายชนิดในบรรจุภัณฑ์เดียว

สารเพิ่มความคงตัวของเกลือตะกั่ว: วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดในการรักษาเสถียรภาพทางความร้อนและไฟฟ้า เนื่องจากมีเสถียรภาพทางความร้อนสูงและคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม แต่ข้อเสียคือเป็นพิษ

สารเพิ่มความคงตัวแคลเซียมซิงค์: สารให้ความคงตัวที่ไม่เป็นพิษและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นทางเลือกแทนสารให้ความคงตัวชนิดอื่นๆ และกำลังเป็นที่ต้องการมากขึ้นเรื่อยๆ ในการใช้งานที่สัมผัสกับอาหาร รวมถึงการใช้งานทางการแพทย์

สารให้ความคงตัวออร์กาโนทิน: ระบบการรักษาเสถียรภาพที่มีประสิทธิภาพสูง รูปลักษณ์ที่ใสสะอาด ทนความร้อนสูง จึงเหมาะสำหรับงานบรรจุภัณฑ์ระดับพรีเมียม

ระบบคอมโพสิตเหลว: ระบบคอมโพสิตเหลวของเรามีการกระจายตัวในระดับโมเลกุลและเข้ากันได้ดีที่สุดกับเรซิน เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ผงแข็งทุกรูปแบบของเรา

อุปกรณ์ช่วยรักษาเสถียรภาพ: สารเหล่านี้เป็นสารประกอบอินทรีย์บริสุทธิ์ที่ทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งในน้ำมันหล่อลื่น เช่น ฟอสไฟต์ สารประกอบอีพ็อกซี เป็นต้น เพื่อให้เกิดผลเสริมฤทธิ์กับสบู่โลหะหลัก

ปัจจัยที่อยู่เบื้องหลังการลดลงของระบบรักษาเสถียรภาพตะกั่วในท่อพีวีซี

แม้ว่าสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่มีส่วนประกอบของตะกั่วจะเป็น "มาตรฐานอุตสาหกรรม" มานานหลายทศวรรษ แต่ส่วนแบ่งการใช้งานทั่วโลกกลับลดลงจากประมาณ 60% ในปีก่อนๆ มาจนถึงปัจจุบัน การเลิกใช้สารดังกล่าวมีสาเหตุมาจากปัญหาทางเทคนิคและข้อกำหนดทางกฎหมายหลายประการเกี่ยวกับความปลอดภัยและประสิทธิภาพของสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่มีส่วนประกอบของตะกั่ว

ผู้ปฏิบัติงานและสิ่งแวดล้อมต่างได้รับอันตรายจากพิษโลหะหนักเมื่อทำการแปรรูปตะกั่ว แม้ว่าหลายประเทศได้กำหนดกฎระเบียบเกี่ยวกับการใช้ตะกั่วในผลิตภัณฑ์แล้ว เช่น มาตรฐาน EN-71-3 สำหรับของเล่น ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ และบรรจุภัณฑ์อาหาร แต่ผลิตภัณฑ์หลายอย่างก็ถูกห้ามใช้โดยสิ้นเชิงแล้ว หรือจะถูกห้ามใช้ในอนาคตเนื่องจากความเป็นพิษ เกลือตะกั่วมีความโปร่งใสต่ำและปนเปื้อนด้วยซัลไฟด์ได้ง่าย ซึ่งนำไปสู่สีที่ไม่พึงประสงค์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในโรงงานผลิตทั่วโลก ฝุ่นที่ปล่อยออกมาเมื่อใช้สารทำให้คงตัวแบบผงแข็งอาจก่อให้เกิดพิษจากโลหะหนักได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทางเลือกอื่นที่ปราศจากฝุ่น
Inteam ออกแบบชิ้นส่วนระบบประสิทธิภาพสูงที่มีพฤติกรรมทางความร้อนในระยะยาวเหมือนกับตะกั่ว แต่ปราศจากอันตรายต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับตะกั่ว

กลไกการรักษาเสถียรภาพขั้นสูงในเทคโนโลยีสารรักษาเสถียรภาพแคลเซียมซิงค์

ความคืบหน้าล่าสุดใน สารทำให้คงตัวแคลเซียมสังกะสี น้ำมันหล่อลื่นประกอบด้วยชั้นการทำงานหลายชั้นตามที่อธิบายไว้ในกลไกของ Frye-Horst ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าสารเติมแต่งแบบส่วนประกอบเดียวอย่างมาก

สบู่โลหะทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งที่ซับซ้อนในหลายรูปแบบเพื่อปกป้องสายโซ่พอลิเมอร์จากการสลายตัว หน้าที่หลักของสบู่สังกะสีคือการแทนที่อะตอมของแอลลิลคลอไรด์ที่ไม่เสถียรออกจากสายโซ่ PVC จึงช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพก่อนกำหนด สบู่แคลเซียมในสูตรสารเติมแต่งจะทำให้ HCl ที่ปล่อยออกมาเป็นกลางและกระตุ้นสบู่สังกะสีอีกครั้งด้วยโลหะคลอไรด์ในน้ำมันที่ใช้แล้ว จึงช่วยป้องกันการเกิดสังกะสีคลอไรด์ ระบบนี้ป้องกัน “การเผาไหม้สังกะสี” ซึ่งเป็นความเสียหายร้ายแรงที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันอันเนื่องมาจากสังกะสีคลอไรด์ที่สะสมอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงมาก สารทำให้คงตัวเสริม เช่น β-ไดคีโตน (เช่น สเตียโรอิลเบนโซอิลมีเทน) ถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อลดสีที่เกิดขึ้นก่อนกำหนดและปรับปรุงความคงตัวต่อความร้อนเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า ระบบป้องกันการกัดกร่อนที่ใช้แคลเซียมและสังกะสีซึ่งได้รับการคิดค้นสูตรมาอย่างดี ให้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมเมื่อเทียบกับราคา สำหรับการใช้งานกับท่อแข็ง แผ่น และโครงสร้างสายเคเบิล

ความเหนือกว่าด้านการทำงานของระบบคอมโพสิตเหลว

สารเพิ่มความคงตัวของ PVC ชนิดเหลวให้ข้อดีในการแปรรูปผลิตภัณฑ์ PVC มากกว่าผงแข็งแบบดั้งเดิม วัสดุคอมโพสิต PVC ชนิดเหลว เช่น Inteam CZ-001 และ CZ-002 ให้ความคงตัวและความโปร่งใสสูงกว่าเนื่องจากปัจจัยดังต่อไปนี้

การกระจายตัวของโมเลกุลในเรซินเองช่วยป้องกันการหักเหของแสงที่บริเวณรอยต่อและให้การปกป้องที่สม่ำเสมอ คุณสมบัติการหล่อลื่นในตัวเองของเรซินเหล่านี้ยังช่วยป้องกันการแตกตัวของวัสดุหลอมเหลวและรับประกันการไหลที่ดีในกระบวนการอัดรีดและการรีด ในทางตรงกันข้ามกับสารเติมแต่ง เรซินเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดฝุ่นละอองที่เป็นอันตราย จึงช่วยให้การจัดการ การวัดที่แม่นยำ และการผสมที่สม่ำเสมอทำได้ง่าย ความเข้ากันได้สูงกับสารเพิ่มความยืดหยุ่นทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์แข็งทึบแสง ตลอดจนผลิตภัณฑ์ที่อ่อนนุ่มโปร่งใสและสารละลายที่มีความยืดหยุ่น

ภายในทีม เราให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความเสถียรของสูตรของเหลวที่มีความหนืดสูงเหล่านี้ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการตกตะกอนหรือ "การเกิดคราบ" บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ข้อสรุป

การเปลี่ยนจาก PVC ที่ใช้สารตะกั่วเป็นสารทำให้คงตัวแบบดั้งเดิม ไปสู่เทคโนโลยีสารทำให้คงตัวแคลเซียมซิงค์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป็นเครื่องมือการพัฒนาที่สำคัญสำหรับผู้ผลิตที่ต้องการรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดโลก พร้อมทั้งผลิตสินค้าที่มีคุณภาพสูงสุด สารเติมแต่ง PVC เหล่านี้มีให้เลือกใช้ในรูปแบบกลไกที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เช่น Frye-Horst รวมถึงในรูปแบบสารประกอบเหลว เพื่อให้ได้ความโปร่งใสสูง ความเสถียรทางความร้อนและเชิงกลสูงมาก Inteam ในฐานะผู้ให้บริการสารเติมแต่ง PVC ชั้นนำ มุ่งมั่นที่จะช่วยเหลือตลาดวัสดุพลาสติกทั่วโลกให้พัฒนาอย่างยั่งยืนภายใต้ระบบการจัดการคุณภาพ ISO9001:2015

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: สารเพิ่มความคงตัวของ PVC ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหารมีประเภทหลักอะไรบ้าง?

A: สำหรับงานที่ต้องการสุขอนามัยสูง จะใช้สารเพิ่มความคงตัวที่ไม่เป็นพิษจากกลุ่มสารประกอบแคลเซียม สังกะสี หรือออร์กาโนทิน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ปราศจากโลหะหนัก มีความโปร่งใสและสีสันสดใสดีเยี่ยม และในขณะเดียวกันก็ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์

ถาม: สารเพิ่มความคงตัว PVC ช่วยป้องกันปฏิกิริยาของซิปในระหว่างกระบวนการผลิตได้อย่างไร?

A: สารเพิ่มความคงตัวของ PVC คุณภาพสูงจะดักจับและทำให้ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) เป็นกลางทันทีที่มันถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการดีไฮโดรคลอริเนชัน โดยการกำจัดส่วนประกอบที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเสื่อมสภาพต่อไปออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยา และโดยการแทนที่อะตอมคลอรีนที่ไม่อิ่มตัวออกจากสายโซ่ PVC สารเพิ่มความคงตัวจะเข้าไปรบกวนกลไกปฏิกิริยาแบบเร่งปฏิกิริยาด้วยตนเอง และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันการเปลี่ยนสีและความเปราะของ PVC

ถาม: เหตุใดจึงนิยมใช้สารเพิ่มความคงตัวแคลเซียมซิงค์ชนิดเหลวมากกว่าชนิดผงสำหรับฟิล์มโปร่งใส?

A: ระบบที่เป็นของเหลวให้การกระจายตัวที่ดีที่สุดในระดับโมเลกุลของเรซิน PVC ส่งผลให้มีความโปร่งใสดีที่สุด เนื่องจากมีการหักเหของแสงน้อยที่สุด เมื่อเทียบกับผงที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ สารเพิ่มความคงตัวที่เป็นของเหลวของ Inteam เช่น CZ-001 ยังผสมง่ายและไม่ก่อให้เกิดพิษจากฝุ่นละออง ซึ่งแตกต่างจากเกลือโลหะหนักที่เป็นของแข็ง

ถาม: สารเติมแต่งของ Inteam สามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของท่อ PVC แข็งได้หรือไม่?

A: ใช่ อินทีมให้บริการโซลูชันแบบครบวงจร โดยใช้สารเพิ่มความคงตัวของ PVC ร่วมกับสารเพิ่มความแข็งแรงและสารช่วยในการแปรรูป ACR การผสมผสานของส่วนประกอบเหล่านี้ทำให้ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกเพิ่มขึ้น 5% และการหดตัวตามความยาวลดลงจาก -1.8% เหลือ -1.6% ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มความคงตัวของขนาดได้

ถาม: สารเพิ่มความคงตัวตะกั่วในท่อพีวีซีแบบดั้งเดิมยังคงถูกต้องตามกฎหมายสำหรับโครงการก่อสร้างทั่วโลกหรือไม่?

A: ปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบเป็นประเด็นสำคัญที่ได้รับความสนใจ ในหลายประเทศทั่วโลกได้มีการห้ามใช้ PVC ที่มีตะกั่วเป็นสารทำให้คงตัวสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น วัสดุก่อสร้าง ของเล่น และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เนื่องจากมีพิษ ผู้ผลิตส่วนใหญ่จึงหันมาใช้สารทำให้คงตัวแบบปราศจากตะกั่วสำหรับ PVC ด้วยเหตุผลด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลก ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานสากล EN-71-3 สำหรับของเล่นที่ปลอดภัย