Plasticizer, พลาสติไซเซอร์,
Solftener, สารช่วยให้อ่อนตัว
พลาสติไซเซอร์
(plasticizers) เป็นสารที่ใส่ในโพลิเมอร์
(polymer) หรือผลิตภัณฑ์พลาสติกเพื่อลดจุดหลอมที่ทำให้เกิดการไหล
(flexing temperature) ของพลาสติกทำให้เม็ดพลาสติกมีความยืดหยุ่นและอ่อนนุ่มขึ้น สะดวกต่อการดึง รีด ฉาบ หรือหล่อแบบ
และยังเป็นตัวรักษาความอ่อนนุ่มไม่ให้เสียไปโดยง่าย
อีกทั้งยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าทนต่อกรดด่าง น้ำมันและผงซักฟอก โดยจะใส่ประมาณ 20-40% โดยน้ำหนัก พลาสติไซเซอร์จึงมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์พลาสติกอย่างยิ่ง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride, PVC) ซึ่งเป็นพลาสติกที่นำไปทำประโยชน์ได้มากมาย เช่น ภาชนะบรรจุอาหาร ฟิล์มห่ออาหาร
เครื่องมือแพทย์ เช่น ถุงบรรจุเลือด
น้ำเกลือ สายยางที่ต่อกับเครื่องมือแพทย์, รองเท้า, กระเป๋า, เสื้อผ้า, กระเบื้องยางปูพื้น, สายไฟ, เทปพันสายไฟ, ท่อน้ำ, แท็งก์เก็บสารเคมีและอื่น
ๆ
โดยที่มีการใช้พลาสติไซเซอร์ในอุตสาหกรรมพลาสติก PVC ถึง 65%
ของปริมาณการใช้พลาสติไซเซอร์ทั้งหมด
ผู้ที่เริ่มใช้พลาสติไซเซอร์ในทางอุตสาหกรรมคนแรก คือ Hyatt Brothers ในราว ค.ศ.1870 เมื่อเขาผสมแคมเฟอร์ (camphor) กับไนโตรเซลลูโลส (nitrocellulose) ต่อมาไตรครี-ซิลฟอสเฟต (tricresyl phosphate) ก็ถูกนำมาใช้เป็นพลาสติไซเซอร์
ตามด้วยพทาเลทเอสเทอร์ (phthalate esters)
กลไกของพลาสติไซเซชั่น
(mechanism of plasticization)
พลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลโพลีเมอร์ (polymer molecules) แต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยแรง Vander Waal โดยที่พลาสติไซเซอร์ไม่ได้เกิดปฏิกิริยากับโพลีเมอร์
แต่จะแทรกตัวเองอยู่ระหว่างโมเลกุลโพลีเมอร์โดยไปทำให้แรง Vander Waall ลดลง
ชนิดของพลาสติไซเซอร์
พลาสติไซเซอร์สามารถแบ่งเป็น
1.
โมโนเมอริคพลาสติไซเซอร์ (monomeric plasticizers) มีอยู่หลายกลุ่ม ได้แก่
- กลุ่มพทาเลทเอสเทอร์
เป็นกลุ่มที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์มากที่สุด เป็นสารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่คาร์บอกซิเลท 2
หมู่ มีลักษณะเป็นของเหลว มีจุดเดือดสูงและความดันไอต่ำ เป็นสารที่เสถียรและละลายในไขมันได้ดี
พทาเลทเอสเทอร์ที่ผลิตในอุตสาหกรรมมาจากการทำปฏิกิริยาระหว่างพทาลิกแอนไฮไดร์
(phthalic anhydride) กับแอลกอฮอล์ โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เช่น กรดซัลฟูริค
หรือกรดพาราโทลูอีนซัลโฟนิค พทาเลทเอสเตอร์ที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ เช่น
· ไดเมทิลพทาเลท (dimethyl phthalate, DMP)
· ไดเอทิลพทาเลท (diethyl phthalate, DEP)
· ไดนอร์มัวลิวทิลพทาเลท (di-n bytyl phthalate, DBP)
· บิวทิลเบนซิลพทาเลท (butylbenzyl phthalate, BBP)
· ไดทูเอทิลเฮซิลพทาเลท (di-(2-ethylhexyl) phthalate, DOP(1))
· ไดนอร์มัลออกทิลพทาเลท (di-n-octyl phtghalate, DOP(2))
· ไดไอโซโนนิลพทาเลท (diisononyl phthalate, DINP)
- กลุ่มอดิเพท
(adipates) และอซีเลท (azelates)
ผลิตจากกรดอดิพิค
(adipic acid)หรือกรดอซีเลอิคกับแอลกอฮอล์ เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอดิเพท (di-2-ethylhexyl adipate, DOA), ไดไอโซเดซิลอดิเพท (diisodecyl adipate, DIDA), และไดนอร์มัลออกทิลเดซิลอดิเพท
(di-n-octhldecyl adipate, DNODA) ตัวที่สำคัญที่สุด
คือ DOA ซึ่งองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร
ส่วนกลุ่มอซีเลทนั้น เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอซีเลท (di-2-ethylhexyl azelate, DOZ), ไดไอโซออกทิลอซีเลท (diisooctyl azelate, DIOZ) และไดเฮกซิลอซีเลท (dihexyl azelate, DHZ) ซึ่งเป็นตัวที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหารเช่นกัน
(octyl diphenyl phosphate)
-
กลุ่มฟอสเฟต มีออกทิลไดเฟนิลฟอสเฟต (octyl diphenyl phosphate) ตัวเดียวเท่านั้นที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา อนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร
2. โพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์
(polymeric plasticizers) ได้จากปฏิกิริยาระหว่างกรดไดเบซิค (dibasic acid)
เช่น กรดอดิพิค
หรือ กรดอซีเลอิคกับไกคอล (glycol)
เช่น
โพรไพลีนไกคอล (propylene glycol) จะได้พลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงถึง
20 เท่าของชนิดโมโนเมอร์ริค และจะมีโอกาสหลุดจากพลาสติกได้น้อยกว่าที่อุณหภูมิสูง
ๆ และยังทนต่อการละลายของน้ำมันและตัวทำละลาย
ส่วนราคาของโพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์นั้นจะสูงกว่าพวกพทาเลทเอสเตอร์ประมาณ
1.5-2 เท่า
พลาสติไซเซอร์ คือ สารเติมแต่ง (additive) ที่ใส่ลงในกระบวนการผลิตพลาสติกเพื่อทำให้มีสมบัติเปลี่ยนไปคือ
มีความอ่อนนุ่ม ยืดหยุ่นสูง ทนต่อสภาวะความเป็นกรดด่าง ทนต่ออุณหภูมิสูง
สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย ทั้งในอุตสาหกรรมอาหารและยา เครื่องมือทางการแพทย์
ของเล่นสำหรับเด็ก เป็นต้น
โดยสารเหล่านี้จะไม่ทำปฏิกิริยากับพลาสติกแต่จะไปแทรกอยู่ระหว่างโมเลกุลของพลาสติก
ทำให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลอ่อนลง พลาสติไซเซอร์ที่ใช้ในปัจจุบันมีหลายชนิด
เช่น สารกลุ่มแธลเลต (phthalate) สารกลุ่มอะดิเพต (adipate) สารกลุ่มมาลีเอต (maleate) และน้ำมันพืชอิพ็อกซิไดซ์ (epoxidized vegetable oils) เป็นต้น โดยทั่วไปพลาสติกที่ใช้ทำปะเก็นฝาปิดขวดแก้ว
จะเป็นพลาสติกประเภทโพลีไวนิลคลอไรด์ (polyvinyl chloride: PVC) ซึ่งจะเติมสารพลาสติไซเซอร์ประมาณร้อยละ 25 – 45 โดยน้ำหนัก โดยพลาสติไซเซอร์
ส่วนใหญ่เป็นสารในกลุ่ม แธลเลต และกลุ่มน้ำมันพืชอิพ๊อกซิไดซ์มากที่สุด สารที่เป็นปัญหาได้แก่
ไดเอทิลเฮกซิลแธลเลต (di-(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)
ไดนอร์มอลบิวทิลแธลเลต
(di-(n-butyl) phthalate, DnBP, DBP)
ไดไอโซโนนิลแธลเลต
(diisononyl phthalate, DINP) และน้ำมันถั่วเหลืองอิพ๊อกซิไดซ์
(epoxidized soybean oils, ESBO)
Plasticizers (UK: plasticisers) or
dispersants are additives that increase the plasticity or fluidity of a
material. The dominant applications are for plastics, especially polyvinyl
chloride (PVC). The properties of other materials are also improved when
blended with plasticizers including concrete, clays, and related products.
For plastics[edit]
Plasticizers for plastics are
additives, most commonly phthalate esters in PVC applications. Almost 90% of
the market for plasticizer is for PVC, giving this material improved flexibility
and durability. The majority is used in films and cables. Plasticizers work by
embedding themselves between the chains of polymers, spacing them apart
(increasing the "free volume"), and thus significantly lowering the
glass transition temperature for the plastic and making it softer. For plastics
such as PVC, the more plasticizer added, the lower its cold flex temperature
will be. This means that it will be more flexible and its durability will
increase as a result of it. Plasticizers evaporate and tend to concentrate in
an enclosed space; the "new car smell" is caused mostly by
plasticizers evaporating from the car interior. Plasticizers make it possible
to achieve improved compound processing characteristics, while also providing
flexibility in the end-use product. Ester plasticizers are selected based upon
cost-performance evaluation. The rubber compounder must evaluate ester
plasticizers for compatibility, processibility, permanence and other
performance properties. The wide variety of ester chemistries that are in
production include sebacates, adipates, terephthalates, dibenzoates,
gluterates, phthalates, azelates, and other specialty blends. This broad
product line provides an array of performance benefits required for the many
elastomer applications such as tubing and hose products, flooring,
wall-coverings, seals and gaskets, belts, wire and cable, and print rolls. Low
to high polarity esters provide utility in a wide range of elastomers including
nitrile, polychloroprene, EPDM, chlorinated polyethylene, and epichlorohydrin.
Plasticizer-elastomer interaction is governed by many factors such as
solubility parameter, molecular weight and chemical structure. Compatibility
and performance attributes are key factors in developing a rubber formulation for
a particular application. Plasticizers also function as softeners, extenders,
and lubricants, and play a significant role in rubber manufacturing.
Ester plasticizers
Plasticizers used in PVC and other
plastics are often based on esters of polycarboxylic acids with linear or
branched aliphatic alcohols of moderate chain length. These compounds are
selected on the basis of many critieria including low toxicity, compatibility
with the host material, nonvolatility, and expense. Phthalate esters of
straight-chain and branched-chain alkyl alcohols meet these specifications and
are common plasticizers. Ortho-phthalate esters have traditionally been the
most dominant plasticizers, but regulatory concerns have led to pressure to
change to non-phthalate plasticizers, especially in Europe.
Plasticizers
Phthalates, which are incorporated
into plastics as plasticizers comprise ∼70% of
the U.S. plasticizer market; phthalates are by design not covalently bound to
the polymer matrix, which makes them highly susceptible to leaching. Phthalates
are contained in plastics at high percentages. For
example, they can contribute up to 40% by weight to intravenous medical bags
and up to 80% by weight in medical tubing.[32] Vinyl products are
pervasive—including toys, car interiors, shower curtains, and flooring—and
initially release chemical gases into the air. Some studies indicate that this
outgassing of additives may contribute to health complications, and have
resulted in a call for banning the use of DEHP on shower curtains, among other
uses. The Japanese car companies Toyota, Nissan, and Honda have eliminated PVC
in their car interiors starting in 2007.In 2004 a joint Swedish-Da nish
research team found a statistical association between allergies in children and
indoor air levels of DEHP and BBzP (butyl benzyl phthalate), which is used in
vinyl flooring.[35] In December 2006, the European Chemicals Bureau of the
European Commission released a final draft risk assessment of BBzP which found
"no concern" for consumer exposure including exposure to children.
EU decisions on phthalates
Risk assessments have led to the
classification of low molecular weight and labeling as Category 1B Reproductive
agents. Three of these phthalates, DBP, BBP and DEHP were included on annex XIV
of the REACH regulation in February 2011 and will be phased out by the EU by
February 2015 unless an application for authorisation is made before July 2013
and an authorisation granted. DIBP is still on the REACH Candidate List for
Authorisation. Environmental Science & Technology, a peer reviewed journal
published by the American Chemical Society states DEHP poses a serious risk to
human health.
In 2008 the European Union's
Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR)
reviewed the safety of DEHP in medical devices. The SCENIHR report states that
certain medical procedures used in high risk patients result in a significant
exposure to DEHP and concludes there is still a reason for having some concerns
about the exposure of prematurely born male babies to medical devices
containing DEHP. The Committee said there are some alternative plasticizers
available for which there is sufficient toxicological data to indicate a lower
hazard compared to DEHP but added that the functionality of these plasticizers
should be assessed before they can be used as an alternative for DEHP in PVC
medical devices. Risk assessment results have shown positive results regarding
the safe use of High Molecular Weight Phthalates. They have all been registered
for REACH and do not require any classification for health and environmental
effects, nor are they on the Candidate List for Authorisation. High phthalates
are not CMR (carcinogenic, mutagenic or toxic for reproduction), neither are
they considered endocrine disruptors.
In the EU Risk Assessment the
European Commission has confirmed that Di-isononyl phthalate (DINP) and
Di-isodecyl phthalate (DIDP) pose no risk to either human health or the
environment from any current use. The European Commission's findings (published
in the EU Official Journal on April 13, 2006) confirm the outcome of a risk
assessment involving more than 10 years of extensive scientific evaluation by
EU regulators. Following the recent adoption of EU legislation with the regard
to the marketing and use of DINP in toys and childcare articles, the risk
assessment conclusions clearly state that there is no need for any further
measures to regulate the use of DINP. In Europe and in some other parts of the
world, the use of DINP in toys and childcare items has been restricted as a
precautionary measure. In Europe, for example, DINP can no longer be used in
toys and childcare items that can be put in the mouth even though the EU
scientific risk assessment concluded that its use in toys does not pose a risk
to human health or the environment. The rigorous EU risk assessments, which
include a high degree of conservatism and built-in safety factors, have been
carried out under the strict supervision of the European Commission and provide
a clear scientific evaluation on which to judge whether or not a particular
substance can be safely used.
The FDA Paper titled "Safety
Assessment of Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)Released from PVC Medical
Devices" states that [3.2.1.3] Critically ill or injured patients may be
at increased risk of developing adverse health effects from DEHP, not only by
virtue of increased exposure relative to the general population, but also
because of the physiological and pharmacodynamic changes that occur in these patients
compared to healthy individuals.
สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
ฝ่ายขาย
Thai Poly Chemicals Co., Ltd.
บริษัท ไทยโพลีเคมิคอล จำกัด
ที่อยู่36/5 ม.9 แขวง/ตำบลนาดี
เขต/อำเภอเมืองสมุทรสาคร
จังหวัดสมุทรสาคร รหัสไปรษณีย์74000
Tel.: 034854888,
034496284
Fax.: 034854899,
034496285
Mobile: 0824504888,
0800160016
Website :
www.thaipolychemicals.com
Email1 : thaipolychemicals@hotmail.com
Email2 : info@thaipolychemicals.com
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น