Миграция и распространение пластификаторов в продуктах из ПВХ может вызвать пожелтение, затвердевание и ломкость продуктов, что повлияет на их характеристики. Что' более серьезно, так это то, что наибольшее количество пластификаторов на основе эфиров фталевой кислоты (PAE) имеет потенциальный канцерогенный риск, и они будут представлять опасность для здоровья человека и загрязнять окружающую среду после того, как они будут удалены из продуктов из ПВХ. Следовательно, изучение механизма миграции и методов ингибирования пластификаторов в продуктах из ПВХ имеет большое значение для предотвращения возникновения миграции и разработки немигрирующих продуктов из ПВХ.
1. Механизм миграции пластификатора.
Сила между пластификатором и молекулами ПВХ представляет собой слабую силу Ван-дер-Ваальса и водородную связь, а пластификатор легко мигрирует и диффундирует наружу во время обработки и использования.
Существует четыре основных пути миграции и распространения пластификаторов:
① Улетучивается с поверхности изделий из ПВХ в атмосферу;
② Жидкая фаза, контактирующая с продуктом из ПВХ, извлекается;
③ Миграция и диффузия происходят в твердом или полутвердом материале, контактирующем с продуктом из ПВХ;
④Выходится из изделий из ПВХ под давлением.
Миграция и диффузия пластификатора в основном проходит через три стадии: пластификатор диффундирует к внутренней поверхности, образуя лежачий&слой; состояние на внутренней поверхности и рассеивается от поверхности продукта.
Миграцию и диффузию пластификатора можно рассматривать как перенос низкомолекулярных веществ в полимере, то есть миграцию в зазорах между сегментами полимера. Сегменты полимерной молекулярной цепи обычно включают линейные, разветвленные и поперечно-сшитые типы, и между сегментами цепи может быть расположение и наложение друг на друга. Следовательно, внутренняя пространственная сетчатая структура полимера чрезвычайно сложна, и одновременно существуют кристаллические и аморфные области. Аморфные области в основном аморфны, с большим количеством промежутков между сегментами, чем кристаллические области. Следовательно, скорость миграции и диффузии малых молекул в кристаллической области ниже, чем в аморфной области. Морфология кристаллических областей, аморфных областей и молекулярных сегментов будет меняться с изменениями внешних условий, таких как температура.
2. Факторы, влияющие на миграцию пластификатора.
Основными факторами, влияющими на миграцию и диффузию пластификаторов в продуктах из ПВХ, являются температура, характеристики продукта из ПВХ, молекулярные характеристики пластификатора, содержание пластификатора, среда и т. Д.
① Температура: Температура может существенно повлиять на возникновение диффузии. Чем выше температура, тем больше энергия термической активации атомов и тем легче будет происходить миграция.
② Характеристики продукции из ПВХ: в основном отражаются в свободном объеме сегмента цепи и характеристиках движения сегмента цепи. Когда минимальный свободный объем, необходимый для движения молекул пластификатора, меньше, чем свободный объем сегмента полимера, молекулы пластификатора могут диффундировать через сегмент полимера. Чем больше свободный объем в ПВХ, тем легче молекулам пластификатора мигрировать. Чем выше степень ненасыщенности молекулярной цепи ПВХ, тем выше подвижность и тем легче пластификатор диффундирует.
③Молекулярные характеристики пластификатора: относительная молекулярная масса пластификатора напрямую влияет на его способность к миграции. Чем больше относительная молекулярная масса, тем труднее диффундировать в ПВХ-продуктах. Когда молекулярный объем пластификатора одинаков, пластификатор с плоскими или длинными молекулами легче диффундирует, чем пластификатор со сферическими молекулами.
④Содержание пластификатора: при прочих равных условиях, чем больше содержание пластификатора, тем легче будет происходить миграция.
⑤Средний: вообще говоря, пластификатор легче вытягивается растворителем масляной фазы, но труднее вытягиваться водной фазой.