Varietatea plastifianților din cauciuc: o prezentare generală

Plastifianții sunt adesea clasificați în funcție de originea lor în plastifianți pe bază de ulei mineral, sintetici și naturali. Pentru cerințe speciale, Nordmann are în portofoliul său soluții suplimentare specializate de plastifianți.

Plastifianții pe bază de uleiuri minerale, care sunt derivați direct din petrol, sunt utilizați în principal pentru extinderea și reducerea costului polimerilor și pot fi împărțiți în uleiuri parafinice, naftenice și aromatice (în funcție de componenta predominantă).

Uleiuri minerale parafinice: Aceste uleiuri minerale sunt potrivite pentru produsele vulcanizate rezistente la UV și sunt caracterizate de o bună solubilitate. Experții fac distincția între uleiurile albe în funcție de gradul lor de puritate, clasificându-le în grade tehnice sau medicale. Uleiurile albe medicale îndeplinesc cerințele stricte ale farmacopeilor internaționale, cum ar fi Farmacopeea Europeană (Ph. Eur.) și Farmacopeea SUA (USP).

• Uleiuri albe tehnice: Uleiurile Shell Catenex T și Shell Risella X sunt uleiuri de proces foarte rafinate, produse prin metode diferite. Shell produce uleiurile Catenex T folosind un proces de extracție cu solvent, în timp ce uleiurile Shell Risella X se bazează pe tehnologia inovatoare de transformare a gazelor în lichide (GTL). Ambele uleiuri sunt caracterizate de compoziția lor practic incoloră și fără sulf. Acest lucru le face ideale pentru utilizarea în compușii de cauciuc. Ca plastifianți, acestea oferă o stabilitate excelentă a culorii, volatilitate scăzută și niveluri scăzute de sulf. Uleiurile tehnice albe cresc mobilitatea lanțului de polimeri. Acest lucru îmbunătățește elasticitatea și durabilitatea compușilor de cauciuc, contribuie la distribuirea uniformă a materialelor de umplutură și reduce duritatea. Rezultă o flexibilitate îmbunătățită și o durată de viață mai lungă pentru produsele finite. Uleiurile Shell Catenex T și Risella X sunt compatibile cu o gamă largă de polimeri, inclusiv BR, EPDM, IIR și NR.
• Uleiuri albe medicale: Uleiurile Shell Ondina sunt uleiuri albe parafinice, fără aromă. Ca plastifianți în compușii de cauciuc, acestea oferă o stabilitate excelentă a culorii, volatilitate redusă și conținut scăzut de sulf. Uleiurile Shell Ondina sunt compatibile cu o gamă largă de polimeri, inclusiv BR, EPDM, IIR și NR.

Uleiuri minerale naftenice: Uleiurile minerale naftenice sunt un alt tip de ulei mineral plastifiant utilizat în prelucrarea cauciucului și conțin în principal compuși naftenici, adică cicloalcani.

• Uleiuri de proces: Uleiurile HyPrene de la Ergon International sunt produse prin rafinarea petrolului brut. Comparativ cu produsele parafinice, acestea oferă o solubilitate mai mare și contribuie astfel la îmbunătățirea proprietăților fizice ale elastomerilor. Proprietățile lor (inclusiv punctele de curgere semnificativ mai scăzute) le fac, de asemenea, ideale pentru prelucrarea la temperaturi scăzute. HyPrene este compatibil cu mulți polimeri (de exemplu, NR, SBR, EPDM, BR și NBR). Ergon International, partenerul Nordmann, îl oferă în diferite vâscozități.
• Uleiurile de proces EcoPrene de la Ergon International sunt uleiuri parțial pe bază biologică care au un echilibru de mediu îmbunătățit și sunt certificate ISCC+.

Uleiuri minerale aromatice: Uleiurile minerale aromatice precum TDAE, RAE și MES sunt populare datorită costului lor scăzut și solubilității bune. Acestea îmbunătățesc dispersia negrului de fum și duc la creșterea rezistenței la rupere și la o mai bună rezistență la rupere.

• Uleiurile de proces Aurora de la Ergon International sunt o alternativă durabilă la uleiurile minerale aromatice și sunt 100% bio.
• Uleiurile minerale naftenice pot înlocui, de asemenea, uleiurile minerale aromatice datorită compoziției și proprietăților lor. De exemplu, Hyprene L2000 de la Ergon International poate înlocui TDAE și RAE, în timp ce Hyprene L1200 este un bun înlocuitor pentru MES.

Plastifianții sintetici includ esteri monomerici și polimerici, fosfați, eteri și tioeteri, ftalați și polimeri lichizi.

Esterii monomerici sunt produși sintetic prin reacția acizilor carboxilici cu alcoolii. În funcție de acidul carboxilic și de alcoolul utilizat, acești esteri pot fi împărțiți în adipați, sebacați și trimelitați, printre altele:

• Esterii de acid adipic (adipați) precum Glyplast DOA și Glyplast DIDA de la Condensia sunt frecvent utilizați pentru a îmbunătăți proprietățile elastomerilor la temperaturi scăzute. Aceștia oferă o combinație bună de volatilitate scăzută și comportament la rece. În plus, acestea sunt deosebit de potrivite ca plastifianți pentru polimeri precum ACM, AEM, CR sau NBR, ceea ce le face alternative excelente la ftalați. Glyplast 801 și Glyplast 803 sunt esteri optimizați ai acidului adipic cu temperaturi de serviciu optimizate în comparație cu DOA și DIDA, acoperind intervale de la -50 la 175-180 °C.
• Esterii acidului sebacic (sebacați) precum Glyplast DOS și Glyplast DIDS sunt utilizați în principal pentru optimizarea flexibilității la rece, deoarece au proprietăți excelente la temperaturi scăzute. De asemenea, aceștia oferă o rezistență excelentă la îmbătrânire și oxidare. Acest lucru prelungește durata de viață a produselor din cauciuc. Plastifianții sebacat sunt, de asemenea, cunoscuți pentru volatilitatea lor scăzută, ceea ce duce la reducerea emisiilor de compuși organici volatili (COV). Compatibilitatea lor ridicată cu diverși elastomeri, cum ar fi CR, CM, CSM și NBR, îi face versatili și îmbunătățește semnificativ proprietățile mecanice ale compușilor de cauciuc.
• Esterii acizilor trimelitici (trimelitați) oferă o volatilitate foarte scăzută și o bună rezistență la temperaturi ridicate. Ei sunt adesea utilizați ca înlocuitori ai ftalaților și sunt foarte compatibili cu ACM, AEM, NBR și HNBR. Glyplast TML810 de la Condensia constă în 70% materii prime durabile și, prin urmare, aduce o contribuție semnificativă la durabilitate. În plus, oferă o rezistență termică mai mare decât Glyplast TMO (cunoscut și sub denumirea de TOTM). Ftalați: DINP, DOTP, DOP, DIDP și Glyplast DTDP
• Ftalații selectați sunt deja clasificați ca toxici pentru reproducere. Conform Agenției pentru Protecția Mediului din SUA, DINP și DIDP sunt, de asemenea, suspectate de a se acumula la niveluri ridicate în organisme. Ergon International a dezvoltat o alternativă pentru aplicații industriale bazată pe materii prime durabile: Aurora PHFree.

Plastifianțiipoliesterici sunt esteri polimerizați și pot fi produși ca produse de reacție ale alcoolilor și acizilor carboxilici.

• Plastifianții esteri polimerizați se caracterizează în primul rând prin rezistență sporită la migrare și extracție. De asemenea, aceștia oferă o compatibilitate excelentă cu diverși polimeri, cum ar fi NBR/PVC, HNBR și CO/ECO. Plastifianții poliesterici din seria Glyplast 206/X NL de la Condensia acoperă un interval larg de vâscozitate (850-9000 cP). Acestea au o volatilitate scăzută și sunt foarte stabile la temperaturi ridicate. Plastifianții din seria Glyplast 20K/X NL de la Condensia se caracterizează prin rezistență crescută la temperatură și la apă. Glyplast 1070C, cu o vâscozitate de 15.000 cP, este potrivit pentru cerințe extreme de rezistență la migrare.

Fosfații sau esterii acidului fosforic pot fi adesea utilizați ca plastifianți ignifugi. Acestea sunt compatibile cu cauciucurile nepolare numai în cantități mici.

Polimeri lichizi

• KURARAY LIQUID RUBBER cuprinde cauciuc izoprenic lichid (LIR) și cauciuc butadienic lichid (LBR). Aceste cauciucuri sintetice cu vâscozitate ridicată sunt pe bază de izopren, butadienă și stiren. Sunt incolore, transparente, aproape complet inodore și au un conținut scăzut de COV.
• Diferitele tipuri de KURARAY LIQUID RUBBER servesc ca plastifianți reactivi și au o greutate moleculară semnificativ mai mare în comparație cu alți plastifianți. Acestea sunt covulcanizabile și reduc semnificativ migrația. Utilizarea KURARAY LIQUID RUBBER în etapa de compoundare a cauciucului scurtează timpul de prelucrare, menținând în același timp proprietăți fizice similare. Aplicațiile tipice includ anvelope, curele, furtunuri și alte articole tehnice din cauciuc.
• Kuraray a dezvoltat un nou tip de cauciuc lichid (LIR, LBR, L-SBR) numit cauciuc farnesen lichid (LFR). Produsul se bazează pe materii prime naturale și durabile și conține o formă polimerizată de β-farnesen (un monomer regenerabil). Prin procese de fermentare stabilite, tulpinile de drojdie proprietare transformă sursele de zahăr (de exemplu, trestia de zahăr) în β-farnesen

Lucant

Lucant de la Mitsui Chemical este un oligomer de etilenă/α-olefină și, prin urmare, un ulei plastifiant sintetic. În comparație cu uleiurile minerale, acesta conferă compușilor EPDM, în special, o prelucrabilitate îmbunătățită, flexibilitate, rezistență la căldură și la frig și proprietăți optimizate de lubrifiere și antispumare. Acest lucru face din Lucant o alegere excelentă pentru aplicații precum benzi transportoare, amortizoare și garnituri. În special, proprietățile mecanice, cum ar fi rezistența la tracțiune și alungirea la rupere la temperaturi ridicate, sunt îmbunătățite semnificativ prin utilizarea Lucant, la fel ca și proprietățile de prelucrare pe role datorită aderenței crescute. Lucant poate fi utilizat pentru reducerea semnificativă a setului de compresie al compușilor. Această proprietate face ca produsul să fie deosebit de potrivit pentru utilizarea în aplicații cu amortizoare. Lucant este disponibil în diferite vâscozități.

Uleiurile vegetale precum uleiul de palmier, uleiul de soia, uleiul de rapiță, uleiul de floarea-soarelui și derivații acestora conțin acizi grași care pot avea un efect de înmuiere asupra cauciucului.

• Uleiuri de proces: Uleiurile vegetale RBD de la Ergon International sunt uleiuri de proces ecologice care au fost special dezvoltate pentru a fi utilizate în compozițiile de cauciuc. Aceste uleiuri pot fi produse din uleiuri vegetale rafinate, albite și deodorizate. Acest lucru le face o alternativă durabilă la uleiurile minerale convenționale. Acestea oferă stabilitate termică excelentă și rezistență la oxidare. Acest lucru prelungește durata de viață a produselor din cauciuc. În plus, uleiurile vegetale RBD îmbunătățesc proprietățile mecanice ale compușilor de cauciuc prin creșterea flexibilității și elasticității. Volatilitatea lor scăzută duce la reducerea emisiilor de compuși organici volatili (COV). În general, uleiurile vegetale RBD de la Ergon International contribuie la fabricarea de produse din cauciuc de înaltă performanță, durabile, care funcționează fiabil atât în medii calde, cât și reci.
• Uleiul de soia epoxidizat este un derivat al uleiului de soia produs prin epoxidare. Epoxolul de la FACI este adesea utilizat ca plastifiant natural pentru cauciuc deoarece are un efect bun de plastificare și este mai ecologic decât unii plastifianți sintetici.
• Alți plastifianți naturali includ rășini precum colofoniu, rășină de gumă și rășină dammar, precum și smoală de gudron de cărbune, care este un produs natural obținut din distilarea gudronului de cărbune.

• Agenți antistatici: Glyplast AS3 de la Condensia este un plastifiant polimeric cu polaritate ridicată care a fost conceput pentru a îmbunătăți proprietățile antistatice. Se caracterizează prin capacitatea sa de a reduce semnificativ rezistivitatea electrică a compușilor de cauciuc după un timp scurt prin activare cu umiditatea aerului. Este singurul plastifiant de pe piață care produce acest efect în compuși fără negru de fum. Acest efect apare la suprafață și poate fi redus sau eliminat prin abraziune. Glyplast AS3 este aprobat de FDA.
• Alternativ, și în combinație, se poate utiliza Glyplast AS809. Efectul antistatic al acestui plastifiant nu este superficial, ci acționează în interiorul compusului de cauciuc și, prin urmare, nu poate fi eliminat prin abraziune sau frecare. Glyplast AS809 nu este aprobat de FDA.
• Adjuvanți de deformare: Glyplast 706/5 a fost dezvoltat special pentru demodelarea compușilor elastomerici polari ACM/AEM. Acest ulei plastifiant pe bază de apă reduce numărul de cicluri de curățare. Acesta poate fi recuperat prin distilare și, prin urmare, reutilizat de mai multe ori.

Plastifianții sunt o componentă cheie în prelucrarea polimerilor. Selectarea și aplicarea lor direcționată pot influența semnificativ proprietățile materialelor și procesabilitatea polimerilor. Aceștia permit fabricarea de produse personalizate cu funcții specifice și contribuie astfel în mod decisiv la performanța materialelor moderne.