¿Qué es un plastificante?
Plasticante, también conocido como plastificante (en chino de Taiwán significa plastificante en chino continental). Es un aditivo de material polimérico ampliamente utilizado en la industria. Agregar esta sustancia en el procesamiento de plástico puede hacerlo más flexible, más fácil de procesar y puede usarse legalmente con fines industriales. Desde mayo de 2011, se han detectado seis tipos de ingredientes plastificantes de ftalato, incluidos DEHP, DINP, DNOP, DBP, DMP y DEP, en alimentos taiwaneses, y se ha detectado DIDP en productos farmacéuticos. Hasta el 8 de junio, se habían detectado en Taiwán 961 alimentos que contienen plastificantes. El 1 de junio, el Ministerio de Salud emitió un anuncio de emergencia para incluir los ftalatos (también llamados ftalatos) en la lista de sustancias no comestibles que pueden agregarse ilegalmente a los alimentos y aditivos alimentarios que son propensos a abusarse.
Resumen básico
Plasticizer (inglés: Plasticizer), también conocido como plastificante o plastificante, es un aditivo que aumenta la suavidad de los materiales o licua los materiales. Sus objetos añadidos incluyen plástico, hormigón, materiales para paneles de yeso, cemento y yeso, etc. El mismo plastificante se utiliza a menudo en diferentes objetos, pero sus efectos no suelen ser los mismos. Existen más de cien tipos de plastificantes, pero los más utilizados son un grupo de compuestos llamados ftalatos. Según las estadísticas, el mercado mundial de plastificantes en 2004 ascendió a unos 5,5 millones de toneladas y se encaminaba hacia los 6 millones de toneladas.
A los plásticos se les añaden plastificantes para producir productos terminados con diferente dureza, dureza y brillo según las diferentes funciones y entornos. Cuanto más blandos son los productos plásticos, más plastificantes se necesitan. La película adhesiva de uso común, una es material de PE (polietileno) sin aditivos, pero su viscosidad es pobre; la otra película adhesiva ampliamente utilizada es la película adhesiva de PVC (cloruro de polivinilo), que contiene una gran cantidad de plastificantes, para fabricar el PVC. Material suave y aumenta la viscosidad, lo cual es muy adecuado para el envasado de alimentos frescos.
El uso de plastificantes (agentes reductores de agua) en el hormigón puede aumentar la trabajabilidad de la mezcla y facilitar la construcción, haciendo menos probable que se produzcan panales, reduciendo así el contenido de agua y aumentando la resistencia. Agregar un plastificante al material de la pared aumentará el grado de licuefacción de la mezcla, por lo que no será necesario agregar demasiada agua, lo que reducirá el tiempo necesario para secar la pared.
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Tipos principales
Los plastificantes se pueden dividir en dos tipos principales según su modo de acción, a saber, plastificantes internos y plastificantes externos.
Plastificante interno
El plastificante interno en realidad es parte del polímero. Generalmente los plastificantes internos son monómeros secundarios introducidos durante el proceso de polimerización del polímero. Dado que el segundo monómero se agrega en la estructura molecular del polímero, se reduce la regularidad de la cadena molecular del polímero, es decir, se reduce la cristalinidad de la cadena molecular del polímero. Por ejemplo, el polímero de cloruro de vinilo-acetato de vinilo es más blando que el homopolímero de cloruro de vinilo. El rango de temperatura de uso de los plastificantes internos es relativamente estrecho y deben agregarse durante el proceso de polimerización, por lo que se utilizan menos plastificantes internos.
Plastificante externo
El plastificante externo es un compuesto o polímero de bajo peso molecular. Agregarlo al polímero que necesita ser plastificado puede aumentar la plasticidad del polímero. Los plastificantes externos son generalmente líquidos de alto punto de ebullición, relativamente difíciles de volatilizar o sólidos de bajo punto de fusión, y la mayoría de ellos son compuestos orgánicos de éster. Por lo general, no reaccionan químicamente con los polímeros y su interacción con los polímeros se hincha principalmente a temperaturas elevadas, formando una solución sólida con los polímeros. Los plastificantes externos tienen propiedades integrales, son fáciles de producir y usar y se usan ampliamente. Hoy en día, los plastificantes denominados generalmente plastificantes se refieren a plastificantes externos. El ftalato de dioctilo (DOP) y el ftalato de dibutilo (DBP) son plastificantes externos.
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Clasificación química
Según la estructura química, se divide en las siguientes categorías: [1]
(1) Ésteres de formiato de benceno (incluidos ésteres de o-benceno, tereftalato e isoftalato).
(2) Ésteres de ácido dibásico alifático (incluidos adipato, azelaato y sebacato).
(3) Ésteres de fosfato (incluidos los fosfatos de alcoholes grasos, los fosfatos fenólicos y los clorofosfatos).
(4) Ésteres de poliol (incluidos triacetato de glicerilo, benzoato de dietilenglicol, etc.).
(5) Poliésteres de benceno (incluidos trimelitato de trioctilo, trimelitato de trihexilo y tetraéster del ácido piromelítico).
(6) Ésteres de citrato [incluido citrato de trietilo, citrato de acetil trietilo, citrato de tributilo, citrato de acetil tri(2-etilhexilo), etc.].
(7) Poliésteres (incluido poliéster adipato de propilenglicol, poliéster sebacato de propilenglicol, poliéster de ácido ftálico, etc.).
(8) Epoxi (incluido aceite de soja epoxi, aceite de linaza epoxi, oleato de butilo epoxi, estearato de octilo epoxi, triglicérido de epoxi, tetrahidroftalato de dioctilo epoxi, etc.).
(9) Productos que contienen cloro (incluidas parafinas cloradas, pentacloroestearato de metilo).
(10) Plastificantes reactivos (incluidos maleato de dibutilo, maleato de dioctilo, éster poliol de ácido acrílico/ácido metacrílico, éster de fumarato, éster de ácido itacónico, resina de poliéster insaturado, etc.).
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Mecanismo de acción
El mecanismo de acción del plastificante es que las moléculas del plastificante se insertan entre las cadenas moleculares del polímero, debilitando el polímero. El estrés entre las cadenas moleculares aumenta la movilidad de la cadena molecular del polímero y reduce la cristalinidad de la cadena molecular del polímero, aumentando así la plasticidad del polímero, que es el principal factor que resiste la plastificación. El estrés y la cristalinidad de las cadenas moleculares del polímero, que dependen de. la estructura química y la estructura física del polímero.
Cuando se añaden plastificantes a los polímeros, la interacción entre las moléculas del plastificante y entre las moléculas del plastificante y el polímero es muy importante. No es posible la plastificación y desplastificación a menos que todas estas interacciones (plastificante a plastificante, plastificante a polímero, polímero a polímero) sean del mismo efecto.
1. Fuerza de Van der Waals La fuerza de Van der Waals es una atracción débil entre moléculas en estado agregado de la materia. Las fuerzas de Van der Waals incluyen fuerzas de dispersión, fuerzas de inducción y fuerzas de orientación. El alcance de las fuerzas de Van der Waals es de sólo unos pocos Angstroms.
(1) Fuerza de dispersión La fuerza de dispersión existe entre todas las moléculas polares o no polares. Es causada por la interacción de pequeños dipolos instantáneos que colocan a los dipolos cercanos en un estado adyacente de polo diferente. . Pero sólo en sistemas no polares, como el benceno, el polietileno o el poliestireno, la fuerza de dispersión representa el componente principal.
(2) Fuerza de inducción Cuando una molécula con un dipolo fijo induce un dipolo inducido en una molécula no polar adyacente, la atracción entre el dipolo inducido y el dipolo intrínseco se llama potencia inductiva. Los compuestos aromáticos tienen una influencia especialmente fuerte porque sus electrones π pueden estar altamente polarizados. La fuerza inductiva se produce principalmente entre ésteres de bajo peso molecular y poliestireno o entre benceno y acetato de polivinilo.
(3) Fuerza de orientación Cuando las moléculas polares están cerca unas de otras, una fuerza entre moléculas causada por la orientación del dipolo inherente se llama fuerza de orientación. Un ejemplo representativo es la interacción de plastificantes de éster con PVC o con nitrocelulosa.
2. Enlaces de hidrógeno Las moléculas que contienen grupos -OH o -NH-, como la poliamida, el alcohol polivinílico, la celulosa, etc., pueden formar enlaces de hidrógeno entre moléculas y, a veces, dentro de las moléculas. Los enlaces de hidrógeno son enlaces interactivos relativamente fuertes que evitan que las moléculas de plastificante se inserten en las moléculas de polímero. Si los enlaces de hidrógeno están distribuidos más densamente a lo largo de la cadena molecular del polímero, la resistencia correspondiente a la inserción de plastificante será mayor. Por lo tanto, se requiere que los plastificantes y las moléculas de polímero tengan efectos fuertes similares. Por otro lado, a medida que aumenta la temperatura, la atracción entre moléculas se debilita significativamente debido a la reducción de los enlaces de hidrógeno, porque el movimiento térmico de las moléculas dificulta la orientación de las moléculas de polímero.
3. Las cadenas moleculares de polímeros con una estructura espacialmente regular pueden cristalizar en condiciones apropiadas, es decir, las moléculas de la cadena cambian de un estado enrollado y caótico a un estado regular de plegamiento apretado en líneas. En condiciones normales, los polímeros producidos industrialmente no pueden ser completamente cristalinos, sino que a menudo están compuestos de regiones cristalinas intercaladas con regiones amorfas.
Obviamente, la inserción de moléculas de plastificante en regiones cristalinas es mucho más difícil que la inserción en regiones amorfas porque el espacio libre entre la región cristalina y el polímero y la cadena es mínimo.
Si las moléculas del plastificante sólo pueden insertarse en las zonas amorfas del polímero parcialmente cristalizado, el plastificante es un plastificante no disolvente, el llamado plastificante auxiliar. Si las moléculas del plastificante sólo pueden insertarse en la región amorfa del polímero y al mismo tiempo insertarse en la región cristalina, el plastificante es un plastificante a base de disolvente, el llamado plastificante primario.