Пластификаторы это: Страница не найдена — Pobetony.Expert

составы, пропорции, как работать – Статьи и обзоры – Экономстрой

«Экономстрой» предлагает широкий ассортимент пластификаторов. У нас представлены разные виды добавок, но все они базируются на полимерах и нужны для улучшения базовых свойств стандартной массы. Пластификаторы используются после соединения со смесью бетона и внедряются для получения лучших эксплуатационных характеристик и физико-химических показателей. Добавки приобретают не только в процессе строительства, но и при реконструкции, ремонте. У нас вы найдете смеси, отличающиеся по составу, типу действия и назначению.

Назначение и особенности пластификаторов

Существуют как порошкообразные, так и жидкие составы, все виды пластификаторов формируются для дальнейшего соединения с бетоном в виде смеси. Большая часть продукции имеет отменную совместимость со всеми видами строительных материалов, отличаясь незначительными показателями летучести. Растворы на основе сульфитно-спиртовой базы имеют характерный запах, остальные виды обычно не обладают выраженным запахом.

Важно: Смеси стоит использовать, если необходимо увеличить показатель текучести и подвижности массы цемента. Стандартный цемент достаточно густой, при этом добавлять воду нельзя – состав станет хрупким. Пластификаторы отлично решают эту проблему.

В каталоге нашей компании предлагается продукция от проверенных изготовителей, в том числе могут быть представлены материалы для:

• минимизации размеров и количества полостей, характерных в процессе отверждения;
• повышение адгезии раствора к ряду строительных материалов и металлу, используемому для армирования;
• сокращение расхода цементного раствора примерно на 20%;
• формирование более однородной смеси;
• сокращение уровня усадки;
• минимизация рисков появления трещин на бетоне;
• рост прочности конструкции из бетона.

Важно: Добавки стоит использовать в том случае, если нужно пропустить «лежалый» цемент, с целью продления периода использования массы.

Пластификаторы под разные требования – широкий выбор продукции

Есть пластификаторы с разным назначением и функциональностью. По типу состава их можно поделить на следующие виды:

• неорганические;
• органические.

Экологически безопасны смеси с содержанием силиконов и полимеров. Такие составы безвредны, не имеют запаха и позволяют работать внутри помещения и снаружи. Они необходимы для увеличения водостойкости и подвижности бетона. Водоотталкивающая добавка Cemmix CemAqua 5 л актуальна снаружи и внутри, позволяет сформировать защиту от воздействия влаги.

Востребованы смеси на базе поверхностно-активных компонентов, что отражается в увеличении стойкости к морозу, влаге и позволяет сократить количество используемого цемента. Их основа – это технические лигносульфонаты.

Последней категорией являются составы с поликарбоксилатными добавками, они нужны для монолитных и крупных построек, поскольку повышают срок сохранности уже готового раствора. Пластификатор Plastix 10 л актуален для стяжек, работ в области стен, он повышает прочность поверхности и облегчает монтаж материала.

Пластификатор Plastix 10 л

Как выбрать добавки по типу действия?

Чаще всего при покупке пластификаторов внимание обращают не на состав, а на значение. Именно эти данные указаны на упаковке производителем, что значительно облегчает выбор.

По назначения производители предлагают следующие категории продукции:

• для ускорения действия. Обеспечивают влияние на гидратацию и часто актуальны в случае заливки бассейнов, водоемов искусственного происхождения. Могут использоваться при низких температурных показателях;
• для замедления застывания . Необходимы в процессе перевозки массы на удаленные объекты;
• противоморозные. Повышают устойчивость к низким температурным показателям, сохраняют качества растворов до -25 градусов. Жидкость противоморозная Cemmix CemFrio 1 л входит в представленную группу и обеспечивает обильное испарение имеющейся влаги в процессе созревания растворов;
• воздухововлекающие. Требуются только в случае необходимости защиты от экстремально низких температур. Смеси приводят к значительному выделению кислорода, он равномерно распределяется и после застывания обеспечивает защиту от трещин по причине мороза.

Также предлагаются изделия из нескольких компонентов, они действуют в ряде направлений. Например, суперпластификатор для бетона С-3 БС-84 5 л влияет на прочность сцепления, повышая уровень однородности и прочности раствора.

Суперпластификатор для бетона С-3 БС-84 10 л

Важно: Стоит учитывать степень действия пластификаторов. «Слабые» составы подходят для небольших конструкций, чаще являются органическими. Если вы работаете с фундаментом, то тут нужен как минимум средний уровень и усиление гидроизоляции. «Сильные» используются при работе с вибрационным воздействием, основаны на лигносульфатах и акрилатах. Сильные составы рекомендуются для фундаментов, стяжек.

Суперсильные пластификаторы используются реже, поскольку включают формальдегиды, нафталин и серную кислоту. Они повышают пластичность до П5, не ухудшая прочность готового покрытия.

Немного о наших предложениях

Жидкое стекло КОНСТРУКТОР для склеивания и связки строительных материалов 15 кг хорошо подойдет, если необходимо соединить строительные материалы, фарфор. Материал отлично справляется с выполнением гидроизоляции. Пропитка такой смесью позволяет обеспечить стойкость к огню, гидроизоляцию, продлить долговечность.

Важно: Использование жидкого стекла от бренда КонСтрой позволит добиться лучшего уровня гидроизоляции. Он подойдет для полов, стен, перекрытий подвалов и стояков. При этом брызги опасны для органов дыхания, поэтому необходимо соблюдать осторожность.

Удалитель высолов Cemmix CemClean 5 л также причислен к категории пластификаторов, но является гидрофобизатором для бетона. Продается как концентрат для снятия ржавчины, остатков раствора при работе с керамогранитом, плиткой, кирпичом.

Удалитель высолов Cemmix CemClean 5 л

Противоморозная добавка COVER 20 л используется для формирования кладочных растворов и монолитного бетона. Товар подходит при работе внутри зданий и снаружи. Актуален для сохранения качеств бетона при показателях до -15 градусов, повышает защиту от коррозии, снижает точку промерзания водной части в смеси.

Нюансы использования пластификаторов

Пластификаторы используются для бетонной массы, создавая нужную прочность, пластичность, плотность или стойкость.

Основные направления использования:

• с целью затирки швов. Обеспечивается стойкость к плесени и грибкам, повышение прочности, защита от влаги;
• для штукатурных смесей. Такие растворы густые и не имеют эластичность, пластификатор обеспечивает экономичный расход и повышение податливости;
• для укладки тротуарных плиток. Добавки продлевают срок сохранения покрытия, поскольку раствор может нормально переносить морозы и температурные колебания;
• для клеевых составов под плитку. Подходит для ряда строительных материалов, совершенствуя их качества;
• для глины. Увеличит связующие возможности и позволяет избежать стандартных недостатков: появление трещин и высокая скорость застывания;
• для стяжек пола. Обеспечивает ровность поверхности, отсутствие трещин, полостей;
• для теплого пола. Жидкость для стяжки и теплых полов CemThermo 5 л обеспечивает достижение необходимых характеристик.

Жидкость для стяжки и теплых полов CemThermo 5 л

Важно: Все смести или жидкости нужно использовать с соблюдением требований производителя. Добавлять больше или меньше запрещено.

Найдите пластификаторы с учетом ваших требований на сайте «Экономстрой» и получите качественные материалы с гарантированным уровнем качества.

чем они так полезны? Кенгуру.Советы

Бетон – один из самых популярных материалов в строительстве. Но он не так универсален, как хотелось бы думать. Иногда ему не хватает тягучести, иногда слишком высока его плотность. В такие моменты на помощь приходят различные добавки, в числе которых пластификаторы.

Это вещества, которые повышают текучесть, подвижность и пластичность раствора. Они могут различаться по составу. В основе могут быть:

• • безопасные для человека и не имеющие запаха полимеры и силиконы. Они увеличивают водонепроницаемость бетона и больше всего подходят для отделочных работ;
• • технические лигносульфонаты. Использование их уменьшает расход смеси и положительно влияет на водонепроницаемость и морозоустойчивость;
• • поликарбоксилат, продлевающий время хранения смеси.

Из определения ясно, для чего нужен пластификатор. Сфера использования пластификатора широка: жилые дома, уличные плиты, мосты. В составе чего угодно встречается пластификатор, но в основе всего этого многообразия бетон.

Пластификатор для бетона применяется постоянно. Вследствие этого увеличивается прочность и адгезия с поверхностями. Добиться большей «податливости» со стороны бетонного раствора благодаря пластификатору возможно и без использования воды.

Но смесь можно не только улучшить, но и испортить, если не следовать определенным правилам использования добавки. Они, а также пропорции прописаны в инструкции на упаковке. Обратим внимание лишь на два аспекта.

• • добавка растворяется в воде и в таком виде замешивается с порошком;
• • рекомендуется замешивать раствор при положительной температуре.

Отдельно отметим бытовые средства, которые используются в качестве пластификаторов: моющие средства и клей ПВА. Они добавляются в пропорциях 1:100: например, на мешок весом 25 кг приходится 250 грамм «домашней» добавки.

Пластификатор для стяжки пола – добавка почти необходимая, так как уменьшает расход материала. Для теплых же полов – обязательная, так как возможность появления трещин из-за постоянного нагревания и остывания снижается почти до нуля.

Не менее важен пластификатор для уличных работ, поэтому нужно серьезно отнестись к вопросу, какой пластификатор лучше для тротуарной плитки. Домашние средства не смогут обеспечить нужной морозостойкости, поэтому в данном случае лучше обращаться к производственным смесям.

В строительной сфере появилось множество вспомогательных, облегчающих жизнь средств, среди которых как раз пластификаторы. Область применения, состав, аналоги этой добавки рассмотрены, теперь эти знания пора применять на практике.

виды, свойства и области применения

От качества цемента зависит прочность и надежность будущего сооружения. На сегодняшний день есть множество добавок, которые позволяют улучшить используемый раствор. К таким добавкам и относятся пластификаторы для бетона.

Пластификаторы – это специальные составы (жидкие и сыпучие), которые добавляются в бетонную смесь для понижения содержания воды и улучшения характеристик используемого состава. Основное требование при создании таких веществ – хорошая совместимость с полимерным составом бетона. Также учитываются такие свойства, как: низкая летучесть, отсутствие запаха, устойчивость к растворителям бытового применения (например, к маслам, моющим средствам), а также химическая инертность.

Пластификатор для фундамента

Все пластификаторы условно можно разделить на два вида:

• При создании первого вида применяют органические материалы. Чаще всего используют отходы лесоперерабатывающего производства, а также отходы нефтяной и агрохимической промышленности.
• ПФ из неорганических соединений. Для их получения широко используются концентраты формальдегида и сульфитно-спиртовая барда. Обычно именно второй вид и используется при создании монолита.

Свойства пластификаторов

Применение в строительстве пластификаторов (ПФ) имеет ряд преимуществ, таких как:

1. Экономическая выгода. Как уже говорилось выше, уменьшаются затраты на стройматериалы. Расход цемента снижается примерно на 15%.
2. Повышение текучести раствора. Убирается лишняя вода из раствора, а эластичность смеси при этом сохраняется.
3. Повышение прочности готовых сооружений. Меньшее содержание воды = более высокая прочность готовых изделий.
4. Водостойкость. Данное свойство особенно актуально при возведении домов на пучинистых грунтах и в районах сезонного затопления местности.

   Сравнение бетона с пластификатором и без него

5. Устойчивость к перепадам температуры. Благодаря этому повышается прочность готовых ЖБИ в зимний период.
6. Эластичность состава. Бетон легче укладывается в формы и отпадает необходимость в вибрировании смеси.
7. Благодаря добавлению ПФ готовое бетонное сооружение перестает трескаться.
8. Повышается сцепляемость применяемого раствора и арматуры.

Из всего вышесказанного становится понятно, что пластификаторы для бетона – незаменимая вещь в строительстве. Однако необходимо упомянуть и о том, что они незначительно замедляют сам процесс застывания готового изделия. В таких ситуациях обычно добавляют еще и ускоритель твердения, благодаря чему восстанавливается время застывания готовой конструкции.

Другие виды примесей для цемента

В зависимости от того, какими характеристиками должен обладать готовый раствор, помимо пластификаторов добавляют следующие добавки:

• Ускорители твердения бетона. Широко используются для нейтрализации побочных действий пластификаторов.
• Добавки для замедления твердения. Чаще всего их используют там, где нет возможности сразу использовать бетонный раствор. Особенно это актуально при перевозе готовой смеси на дальние расстояния.
• Добавки для самоуплотняющихся бетонов. Хорошо подходят там, где много арматурных конструкций.

  Изменение плотности бетона

• Вещества, повышающие «воздушность» материала. Благодаря ним структура производимой конструкции становится более пористой за счет миллионов мельчайших пузырьков. Повышается морозостойкость готовых сооружений, но при этом страдает их прочность. Поэтому там, где необходим высокопрочный состав раствора, такие вещества не применяются.
• Вещества, повышающие морозостойкость. Обычно их применяют для того, чтобы не останавливать процесс строительства в зимний период времени.

Различных строительных примесей в наше время очень много. Здесь мы указали только те, которые чаще всего использует в строительстве монолита. Сейчас на многих заводах стали все чаще применять комплексные добавки. Благодаря этому удается получить бетонную смесь сразу с несколькими необходимыми характеристиками.

Суперпластификатор С-3: рекомендации по применению

ПФ является несомненным лидером среди всех материалов, используемых в качестве дополнения в строительстве. Использовать его стали еще в начале сороковых годов прошлого века. Но постепенно ему на смену пришел суперпластификатор (СПФ) – по сути, та же самая добавка, но с еще более улучшенными качествами. Ее применение помогает получить раствор с еще меньшим содержанием воды, но более повышенной пластичностью.

Здесь несомненным лидером является суперпластификатор С-3. Это одна из первых отечественных добавок широкого спектра действия с неорганическим составом (конденсат нафталинсульфокислоты и формальдегида). Произведенный в СССР еще в начале 80-х годов прошлого столетия, СПФ С-3 и на сегодняшний день является самым популярным и востребованным там, где необходима повышенная прочность ЖБИ.

Он легко сочетается практически с любыми строительными добавками. Это еще один положительный момент от использования именно данного вещества. Зачастую, вещества с разными свойствами могут нарушить первоначальный состав используемой смеси, и получается не то, что было необходимо. Использование СПФ сводит процент такой вероятности практически к нулю.

Дозировка при применении СПФ рассчитывается из таких показателей, как первоначальный состав применяемого раствора и область использования готового железобетонного изделия. Поэтому каждый раз пропорции определяются экспериментальным путем. Вообще рекомендуемая доза при использовании СПФ примерно 0,4-1% от общей массы сухого вещества. Но зачастую, рекомендуемые пропорции необходимо очень сильно увеличивать для получения бетона с наиболее высокой прочностью.

Любые применяемые вещества должны отвечать всем требованиям безопасности, быть безвредными для человеческого организма, нетоксичными и химически нейтральными. Одним словом, он должен соответствовать всем требованиям ГОСТа. Чем выше их качество, тем меньше вероятность взаимодействия с другими компонентами бетонного раствора.

Изготовление пластификатора в домашних условиях

Многие умельцы изготавливают пластификаторы для бетона в домашних условиях, что позволяет еще больше сократить строительные расходы. В 19 веке особенной популярностью пользовались белки куриных яиц. С их помощью создавались прочные здания, и такой рецепт хранился в тайне. Однако с нынешней ценой на куриные яйца такой способ становится более чем невыгодным. Сейчас в бетонный раствор очень часто добавляют жидкое мыло (стиральный порошок) или гашеную известь. Большой популярностью пользуются растворы с добавлением жидкого стекла.

Самодельный пластификатор

С использованием мыла все просто и понятно. Оно, так же как и цемент имеет щелочной состав. Поэтому они очень хорошо взаимодействуют друг с другом, состав смеси становится более однородным и пластичным. А время застывания разведенного раствора увеличивается до 3-х часов. Мыло рекомендуется добавлять в начале замеса. Можно конечно использовать и кусковой вариант, но все-таки лучше использовать жидкое и в больших канистрах (для большей экономии). У такого рецепта есть один побочный эффект – мыло сильно пенится. Нужно дожидаться оседания пены или же применить другие добавки.

Гашеная известь очень хороша при обработке сложных участков. Используемый раствор становится более эластичным и с повышенной клейкостью. Кирпичная кладка, изготовленная с применением извести, получается очень гладкой и равномерной.

Жидкое стекло повышает кислотоустойчивость и гидроизоляционные свойства возводимых сооружений. Для применения такого способа необходимо ЖС соединить с водой и только потом добавить его в приготовленный цемент. Если такой состав употреблять в качестве штукатурки, необходимо помнить о том, что углекислый газ разрушает состав жидкого стекла. Чтобы этого не произошло, нужно наносить второй слой штукатурки.

Выгоды от применения пластификации

И магазинные и домашние ПФ объединяет ряд преимуществ. А именно:

• Значительная экономия бюджета.
• Защита металлоконструкции от коррозии.
• Любое строительство проходит гораздо проще и легче.

На предприятиях по изготовлению бетона естественно используют заводские вещества. Они позволяют значительно экономить энергоресурсы за счет снижения времени пропаривания и снижения температуры в камерах для обработки.

Для домашнего использования подходят оба варианта. Рассмотрев все плюсы и минусы использования строительных добавок, каждый может решить самостоятельно, что ему больше подходит – вещества, купленные в магазине или сделанные собственноручно. Но одно ясно точно – их использование заметно упрощает весь процесс строительства.

Пластификатор для бетона — что это такое и как изготовить его своими руками

Бетон используют во всех областях современного строительства: промышленном, гражданском, гидротехническом, дорожном. При работе в жару, мороз, ветер, долгой транспортировке, больших технологических перерывах качество смеси и готового монолита ухудшаются. Укладка классического бетона затруднительна при узких опалубках, густом армировании, сложных геометрических формах сооружений.

Чтобы минимизировать влияние внешних факторов при производстве бетонных работ, улучшить качество раствора, облегчить укладку в опалубку, в состав смеси вводят добавку — пластификатор для бетона.

Что такое пластификатор?

Химические вещества из органических и неорганических соединений, изменяющие пластические свойства бетонных смесей, появились в 80-ых годах прошлого столетия в СССР. Этому способствовали усиленные темпы строительства и возросшая потребность в материалах с улучшенными характеристиками.

Классический бетон не соответствовал новым требованиям. Чтобы увеличить пластичность смеси, добавляли большое количество воды. Это приводило к ухудшению качества конечного продукта.

Лишняя влага, испаряясь, оставляет в теле бетона полости. Это приводит к потере прочности, морозостойкости и влагонепроницаемости. Образуются трещины, материал дает большую усадку.

Полученные учеными добавки пластификаторы позволили уменьшить количество воды для приготовления и одновременно улучшить подвижность бетонной смеси.

Раствор хорошо заполняет пустоты в опалубках даже при плотном армировании, проникает в мельчайшие полости конструкции. Его легче перемешивать, он имеет более однородную структуру.

В строительстве применяют следующие виды пластификаторов:

• разжижитель С-3;
• лигносульфонаты;
• «Дофен»;
• полимерный фенол;
• последрожжевую барду;
• отходы производства щелочи и кислот;
• смолу МФ-АР;
• поверхностно-активные добавки ЛХД.

К добавкам предъявляют требования:

1. Безопасности для окружающей среды;
2. Нетоксичности для людей;
3. Устойчивости к внешним воздействиям;
4. Соответствия качеству и сроку годности.

Для чего нужен пластификатор в бетоне

Чтобы определить, для чего нужен пластификатор и как отражается его использование для бетона, проводились опыты в лабораториях и исследования на строительных площадках.
Применение пластифицирующих добавок приводит к положительным эффектам:

• Уменьшает расход цемента на 15-20%.
• Увеличивает на 25% прочность готового бетона.
• Замедляет схватывание и твердение. При отдаленности объекта от бетонно-растворного узла это необходимо. Если свойство нужно нейтрализовать, добавляют ускорители или используют комплексный суперпластификатор.
• Повышает плотность, водонепроницаемость бетона.
• Увеличивает морозостойкость смеси.
• Уменьшает расслоение при долгой транспортировке и укладке.
• Адгезия в армированных конструкциях возрастает на 50%.
• На бетонной поверхности не образуются трещины.

Пластификаторы улучшают качества лежалых цементов, продлевают срок использования готового раствора. Конструкции из бетона с присадками меньше усаживаются при твердении.

С использованием пластифицирующих добавок возводят:

• монолитные сооружения с густым армированием — высотные здания, опоры мостов;
• конструкции в сложной опалубке;
• узкие участки, кольца, трубы;
• монолитные изделия — плиты, панели, перемычки;
• объемные фундаменты;
• объекты, где требуются минимальные сроки набора прочности.

Очень широко применяют пластификаторы в изготовлении сборного железобетона. Пластичные качества смеси в сочетании с ранней прочностью повышают производительность технологических линий.

Разновидности

Согласно ГОСТ 24211-91 добавки делят на виды в зависимости от назначения:

• Водоредуцирующие 1-4 групп — снижают расход воды на 5-20%. Повышают водонепроницаемость бетона на 1-4 марки, прочность на 5-40%, морозостойкость на 1-5 марок.
• Стабилизирующие — сохраняют подвижность и однородность раствора при транспортировке, перекачке и укладке, препятствуют расслоению смеси.
• Ускорители твердения — уменьшают время застывания раствора на 25 %. Набор прочности в первые сутки — более 20% от марочной. Применяют в заводских условиях для ускорения формовки и выдержки железобетонных изделий, на строительных площадках — при отрицательных температурах. Расход цемента уменьшается на 10-15%.
• Замедлители — используют при больших объемах бетонирования, чтобы уменьшить количество стыков, «рабочих швов». Увеличение времени схватывания необходимо при длительных перерывах в работе, дальних транспортировках.
• Гидрофобизирующие — вовлекают в смесь при затворении пузырьки воздуха, которые равномерно распределяются по объему и снижают поверхностное натяжение воды. Возрастает пластичность и подвижность раствора. Добавка пластификатора придает водоотталкивающие свойства поверхности бетона.

По составу пластификаторы делятся на органические и неорганические.

По классу назначения:

• Моно добавки — соединения с узконаправленным действием, часто имеют побочный нежелательный эффект;
• Комплексные — совмещают несколько однокомпонентных присадок для устранения отрицательного влияния на бетонную смесь какой-либо из них, расширения области применения.

Комплексные добавки разделяют на пять групп:

1. Смеси поверхностно-активных веществ гидрофильно-гидрофобного действия;
2. Смеси ПАВ и электролитов, ускоряющих схватывание и твердение;
3. Электролиты, сочетают несколько компонентов, увеличивают коррозионную стойкость стали;
4. Суперпластификаторы, обладают дополнительным воздухововлекающим свойством;
5. Добавки широкого действия, придают устойчивость бетонам при эксплуатации в агрессивных средах.

Пластификаторы производят в виде кристаллических порошков, суспензий, жидкостей, паст и монолит-глыб.

Можно купить готовые пластификаторы для бетона или приготовить своими руками.

Самостоятельное изготовление

Индустрия строительных материалов предлагает широкий выбор добавок, но пластификатор для бетона гораздо дешевле изготовить своими руками. В качестве обогащающего ингредиента используют безопасные нетоксичные вещества:

• моющие средства — жидкость для мытья посуды, стиральные порошки, шампуни, жидкое мыло;
• известь-пушонку;
• клей ПВА.

Моющие средства сначала растворяют в воде. Пропорциональное соотношение — 100-150 г порошка или 200-250 мл жидкого мыла на один мешок цемента. Добавку вводят в состав бетонной смеси, тщательно перемешивают. Предпочтительнее вещества с минимальным пенообразованием.

Гашеная известь — древнейшее вяжущее. Она придает пластичность раствору. Мельчайшие частицы удерживают на поверхности воду, обволакивают зерна заполнителя и уменьшают трение между ними. Пушонкой можно заменить 15-20% цемента. Ее предварительно растворяют в воде и добавляют к сухой смеси. При работе соблюдают меры безопасности, т.к. известь — едкий материал.

Клей ПВА — водный раствор поливинилацетата. На ведро воды потребуется 200 г вещества. Укладывают бетон после перемешивания смеси.

Приготовленные самостоятельно добавки улучшают пластичность бетонных растворов, но после застывания смеси возможно образование высолов, а мыльные суспензии способствуют появлению грибков и плесени в непроветриваемых помещениях. Использование домашних средств целесообразно в неответственных конструкциях, где нет требований к внешнему виду, водонепроницаемости поверхности.

Прежде, чем заменить готовый заводской пластификатор на самодельный, нужно взвесить все «за» и «против» такого шага. Выгодно ли проводить реставрацию бетонных поверхностей при первоначальной дешевизне, или все-таки приобрести профессиональное средство с гарантированным результатом.

Применение и пропорции

Применять пластификаторы для бетона промышленного производства или изготовленные своими руками нужно строго по инструкции, чтобы не ухудшить качества готового изделия:

• компонент рекомендуется вводить в бетон в растворенном виде вместе с водой для затворения;
• соблюдать дозировку, указанную на упаковке;
• домашние средства добавлять в пропорции 100-150 г сухого или 200-250 г жидкого на мешок цемента;
• изготовление и применение раствора желательно при положительной температуре;
• тара должна быть чистой и защищенной от попадания осадков;
• использовать средства защиты органов дыхания и открытых частей тела;
• препараты беречь от огня, при приготовлении не курить;
• не применять просроченные вещества.

Для подсчета расхода пластификатора используют таблицы и инструкции производителя. В них указано, сколько компонента нужно добавлять в бетон в жидком виде или в пересчете на сухое вещество.

Применение пластификаторов для бетона облегчает укладку смеси, улучшает качество готового продукта при соблюдении технологии и дозировки.

Основные виды пластификаторов для бетона ⋆ Тайшет24

Пластификаторы – это специальные добавки на основе химических элементов или минеральных веществ, с помощью которых регулируется подвижность бетонной смеси. Их применение в процессе смешивания сухих компонентов – цемента, щебня (гравия) и песка, позволяет использовать минимальное количество воды, необходимое только для гидратации цемента, что важно для повышения прочности, плотности и долговечности бетона.

Иными словами, добавление пластификатора повышает подвижность, обеспечивает удобоформуемость и удобоукладываемость бетонной смеси при её низком водосодержании. Некоторые пластификаторы способны оказывать дополнительное влияние на время твердения бетона, ускоряя или увеличивая его в определённых внешних условиях. Прочность и физико-механические параметры бетона при этом не изменяются. Приобрести пластификаторы можно, например, в магазине «Строительное оборудование» https://www.st-oborud.ru/categories/plastifikatory.

Пластификаторы разжижители

Добавки этого вида увеличивают текучесть бетонной смеси. Их главная задача – снизить объём применяемой воды и увеличить прочностные характеристики бетона. Использование разжижающих пластификаторов позволяет сохранять качество бетонной смеси при длительной транспортировке и высокой температуре окружающего воздуха. К данной категории относится популярный суперпластификатор С-3 широкого спектра действия. Применяется С-3 для приготовления высококачественных бетонных смесей, в том числе, для ответственных ЖБИ и сложных монолитных конструкций.

Пластификаторы стабилизаторы

Стабилизирующие добавки применяются для предотвращения расслаивания бетонной смеси, которое происходит при сильной тряске и вибрации во время транспортировки. Расслоение так же может происходить во время укладки и уплотнения бетона строительным вибратором, при перекачке. Пластификаторы стабилизаторы сохраняют подвижность и однородность бетонной смеси без потери связности компонентов, не дают отделиться воде.

Тайшет24 в Одноклассниках

Пластификаторы ускорители

Добавки ускорители твердения уменьшают время созревания бетона на 20-25 %. В первые сутки твердения при благоприятных внешних условиях бетон может набирать более 20% прочности от марочного стандарта. Существуют пластификаторы (слабопластифицирующие добавки) с обратным эффектом – они замедляют процесс структурообразования, снижают скорость твердения и схватывания цемента в смеси, исключая появление трещин на бетонной поверхности.

Противоморозные пластификаторы

Добавки с противоморозным эффектом сохраняют эластичность бетонной смеси при низких температурах до — 30 градусов ниже нуля, препятствуют быстрому замерзанию воды в растворе. Пластификаторы этого вида используют в зимнее время года, чтобы облегчить укладку и формовку бетона. Поверхостно-активные вещества, находящиеся в составе пластификатора, замедляют кристаллизацию воды, обеспечивая нормальную гидратацию цемента в смеси.

Заключение

По своей природе практически все пластификаторы для бетона главным образом работают на придание смеси эластичности и текучести, о чём говорит название этой группы строительных материалов. В зависимости от вида, они обладают дополнительными свойствами. В целом же, эффективность использования пластификаторов заключается в трёх ключевых позициях.

Первая – это экономия цемента. В некоторых случаях она может достигать 50 кг цемента на 1м2 бетона.
Вторая – удобство при укладке бетонной смеси и, соответственно, снижение трудозатрат рабочих.
Третья – высокое качество готовых ЖБИ изделий и монолитных бетонных конструкций в любое время года.

«Строительное оборудование»
+7 (473) 251-24-25
Воронеж, ул. Беговая, 205

Добавки в бетон / ПЛАСТИФИКАТОРЫ — БЕТОНоДОБАВКИ64 — ✆ 580-680 — г.Саратов

Сравнительная таблица пластификаторов

Ассортимент пластифицирующих добавок:

 

---

Что такое пластификатор и для чего он нужен?

Пластификатор — это добавка в бетоны и цементные растворы, позволяющая увеличить текучесть и пластичность смеси при оптимальном водоцементного соотношения (т.е. не добавляя лишнюю воду в раствор)

За счет большей текучести раствор становится более плотным и прочным, а эти качества просто необходимы:

• для изготовления изделий из бетона (например, тротуарной плитки),  т.к. увеличивается удобоукладываемость раствора, что гарантирует качественное распределение бетона по форме, заполняя все уголки и фактуру формы
• для всех видов стяжек — стяжка будет более прочной, плотной и меньше будет подвержена растрескиванию
• для стяжки, выполненной по теплому полу, т.к. при большей плотности увеличивается теплопроводность стяжки

 Пластификаторы бывают:

• с ускорением твердения
• без ускорения схватывания
• воздухововлекающие
• комплексные — с эффектами водонепроницаемости, морозостойкости
• противоморозные

Часто встречающийся вопрос: «Чем то можно заменить пластификатор?»

Самый распространенный миф — что заменить пластификатор можно добавлением в раствор стирального порошка или моющего средства для посуды, например, фейри.

Однако,  моющие средства имеют очень сильный побочный эффект — пенообразование.

С такими «заменителями» пластификатора может быть и получится изготовить ячеистый (легкий) бетон, но не тяжелый! Пена способствует образованию пустот и пор, а они в сою очередь уменьшают плотность раствора и снижают его прочность (марочность). Для уличных условий это просто губительно. Спустя некоторое время (часто уже после 1-ой зимы), стяжки и изделия, выполненные с применением таких подручных заменителей, начнут просто напросто разрушаться (рассыпаться).

Наглядные примеры:

К тому же, фосфатные добавки, входящие в состав моющих средств, при попадании в цементную смесь приводят к сильному высолообразованию —  это белые разводы.

В специализированных же смесях (пластификаторах) содержатся нужные вещества в нужной концентрации.

Какой расход пластификатора?

Средний расход практически любого пластификатора в виде порошка — 250 грамм на 1 мешок цемента весом 50 кг. Если перерасчитать в денежном эквиваленте это 8-15 руб на каждые 50 кг цемента (разрыв связан с ценовой катеригорией разных видов пластификаторов).

Согласитесь, что это совсем не высокие расходы и при этом вы добьетесь таких показателей, как

КАЧЕСТВО

ПРОЧНОСТЬ

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ

ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

 

Все ссылки на добавки кликабельны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С-3  УП-2  УП-2М  Реламикс  УП-2ПБ  УП-3  УП-4  УСКОРИН  МИДЛ  ХИТ  ФРОСТ

Диспергатор НФ  ПластИЛ-У  УТБС СП-1  СП-3  Феррокрит Ультра  СТАНДАРТ ФЭСТ

 

Пластификаторы в Саратове.

#пластификатордлябетона #суперпластификатор #гиперпластификатор #ускорителитвердениябетона #ускоритель #добавкивбетон #добавкивраствор

 

 

Что такое пластификаторы?

Пластификаторы — это химические соединения, которые компания может добавлять в глиняные, бетонные, цементные и пластмассовые изделия, чтобы улучшить их обрабатываемость. Люди использовали добавки в производстве материалов в течение очень долгого времени, с примерами пластификаторов, присутствующих в древней керамике и других археологических материалах. Некоторые из тех же самых соединений, которые ранние люди добавляли в глину, продолжают использоваться сегодня; Вода, например, является отличным пластификатором для повышения содержания влаги в глине, чтобы облегчить работу. Их состав может значительно различаться, и ряд компаний производят пластификаторы для различных применений.

Некоторые из этих продуктов облегчают обработку материалов во время производства, в то время как другие меняют химические свойства для лучшей производительности готовых изделий. Для таких материалов, как бетон, цемент и гипсокартон, компания может добавить пластификатор, в то время как она делает продукты, облегчающие обработку материала. Как правило, он будет течь быстрее, с меньшим количеством пузырьков, комков и других проблем. Это приведет к получению более прочного готового продукта с аккуратным, ровным внешним видом, а также может сократить производственные затраты; Например, пластификаторы в бетоне могут препятствовать его слишком быстрой установке и возникновению проблем на рабочем месте.

Другие изменяют химический состав продукта, чтобы сделать его более прочным и гибким, когда он будет готов. Пластификаторы часто добавляют в пластмассовые изделия для решения таких проблем, как растрескивание и разрушение. Многие полимеры очень хрупкие без этих добавок. Большинство пластиков с гибкостью, особенно те, которые имеют желеобразную консистенцию, содержат добавленные пластификаторы для улучшения их текстуры. В результате они могут быть более воздухопроницаемыми и пористыми, что иногда может создавать проблемы; например, некоторые пластики имеют тенденцию становиться липкими и могут содержать бактерии.

Свойства некоторых пластификаторов токсичны, и существует опасность в отношении риска выщелачивания, особенно с группой продуктов, известных как фталаты. Когда-то компании широко использовали их для производства всего, от поливинилхлоридных труб для сантехники до детских игрушек. Исследования показали, что химические вещества выщелачивают и подвергают людей риску возникновения проблем со здоровьем, что привело к реформированию отрасли, чтобы вывести эти химические вещества из многих пластмассовых изделий.

Люди с вопросами об использовании пластификаторов в продуктах, которые они используют в повседневной жизни, могут обратиться к производственным данным, чтобы увидеть, какие виды химикатов могли быть частью производства. Многие компании, обеспокоенные вопросами здоровья и окружающей среды, предоставляют эту информацию, а некоторые специально производят такие продукты, как безфталатные игрушки, для потребителей, которые выражают беспокойство по поводу безопасности продукта. Организации по защите прав потребителей обычно располагают текущей информацией о проблемах безопасности различных продуктов и о том, как производители работают над решением этих проблем.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

ЧТО ТАКОЕ ПЛАСТИКАТОРЫ? — Смеситель Direct

Когда вы работаете с разными материалами, может показаться, что эти материалы просто волшебным образом то, что вам нужно. Однако многие материалы не всегда оказываются в самом начале. Вот почему компании используют пластификаторы, чтобы улучшить качество материала для использования в других целях.

Многие люди не знают, что такое пластификаторы, для чего они используются или из чего сделаны. Это полезная информация. К счастью, в этой статье вы можете найти все, что вам нужно знать о пластификаторах и их использовании в реальном мире.

Пластификаторы — это бесцветные эфиры без запаха, содержащие в основном фталаты. Это используется, чтобы помочь улучшить и увеличить общую эластичность материала, сделать его гибким и т. Д. Они оказались полезными для многих компаний, производящих материалы по разным причинам.

Эти компании используют пластификаторы для улучшения своих материалов, и они используются во всем мире. У них также есть несколько преимуществ, которые делают их идеальными для использования в ПВХ и других материалах, и, хотя безопасность пластификаторов подвергается сомнению, существует множество причин, по которым компании продолжают использовать их для улучшения своих материалов в целом.

Если вы помните, пластификаторы производятся из основных фталатов в эфире для использования в различных материалах. Тем не менее, они также сделаны из нескольких других химических ингредиентов, чтобы обеспечить им эластичность и гибкость. Некоторые из других ингредиентов включают такие вещества, как адипиновая кислота, спирт и фталевый ангидрид.

Спирт реагирует либо с адипиновой кислотой, либо с фталевым ангидридом с образованием пластификатора, давая компаниям множество комбинаций, которые можно использовать для создания новых и улучшенных пластификаторов.Существует всего несколько комбинаций, которые выдержали строгие испытания, связанные с созданием этих добавок, поскольку на них существует множество жестких ограничений. Об этих ограничениях мы поговорим позже.

Пластификаторы используются для создания более гибких или эластичных материалов, но чаще всего они используются в поливинилхлориде, также известном как ПВХ. Этот материал обычно называют винилом, и он используется множеством способов во всем мире. ПВХ можно найти в кровле, настенных покрытиях, автомобильной промышленности и даже в медицинских устройствах.

Пластификаторы

, хотя и используются во многих различных продуктах, также строго регулируются, чтобы гарантировать их безопасность для использования людьми. Это включает такие вещи, как печатные краски, краски, резиновые изделия и клеи, которые можно найти во многих сферах жизни. Вы, наверное, были знакомы с пластификатором и даже не осознавали этого. Однако чаще всего они используются в профессиональных целях.

Основным преимуществом является возможность придать материалу более гибкое качество. Однако это не единственное серьезное преимущество.Когда материалу придается такое гибкое качество, он становится намного прочнее, чем раньше. Вот почему ПВХ часто называют одним из самых прочных материалов и материалов в мире.

Эти материалы могут служить без повреждений до 50 лет, поэтому многие компании используют ПВХ для изготовления водопроводных труб. Долговечность — главное преимущество пластификаторов, а также возможность создавать бесконечные комбинации.

В ближайшие несколько лет в индустрии пластификаторов может произойти несколько изменений.Если вы сравните данные за последние 15 лет, то увидите, что многие ингредиенты, которые использовались для изготовления прошлых пластификаторов, были изменены или обновлены, чтобы обеспечить более качественные и безопасные варианты для массового потребителя. То же самое может произойти в будущем, когда будут обнаружены, протестированы и применены на практике более безопасные и эффективные комбинации.

Трудно сказать, сколько изменений произойдет в ближайшие несколько лет, но с постоянно меняющимися научными идеями прорывы могут произойти уже завтра. В индустрии пластификаторов могут пройти годы, прежде чем мы увидим какие-либо прорывы, реализованные на практике благодаря испытаниям и сертификации пластификаторов.

Пластификаторы — это распространенная добавка, которая используется в различных материалах, таких как ПВХ, чтобы сделать их более прочными и гибкими. Пластификаторы были важной частью индустрии материалов в течение нескольких лет, и с каждым годом они становятся безопаснее и эффективнее, чем годом ранее.

Многие изменения, происходящие с пластификаторами, происходят в результате тщательных испытаний. Нет сомнений в том, что пластификаторы сегодня ценны для многих отраслей промышленности в мире.

Пластификаторы в полимерах

Как бы мы ни любили полимеры и все удивительные вещи, для которых вы можете их использовать, мы должны признать, что многие полимеры вообще не были бы замечательными без добавления пластификаторов.

Эти обычные добавки придают жизненно важную гибкость многочисленным изделиям из пластмасс и полимеров. Из-за пластификаторов шланг на вашей сушилке изгибается, не ломаясь (чтобы вы могли втиснуть его в это крошечное пространство в дамской комнате на нижнем этаже), и почему аромат внутри новой машины полностью отличается от аромата внутри этого 10-летнего взбивателя. твой ребенок из колледжа ездит по городу.

Пластификаторы выполняют свою работу, действуя как своего рода «смазка» между сегментами полимерных цепей.Без пластификатора эти цепочки молекул сидели бы друг на друге так же жестко, как сырые спагетти в коробке. Добавьте только подходящий пластификатор, и цепи смогут двигаться свободно, как приготовленная паста, покрытая оливковым маслом.

Пластификаторы используются во многих различных материалах — ПВХ, резине, пластмассах и т. Д. Фактически, открытие пластификаторов сделало возможной полимерную промышленность. Без пластификатора большинство полимеров были бы слишком хрупкими и жесткими, чтобы их можно было использовать.Если бы не существовало пластификаторов, многие из повседневных вещей, на которые вы полагаетесь — от резиновой подошвы рабочей обуви до гибкой расчески, которую вы носите в сумочке, — были бы просто невозможны. Практически к любому предмету из пластика или полимера, о котором вы только можете подумать, добавлен пластификатор, а зачастую и несколько.

В качестве пластификаторов сейчас используется больше химикатов, чем мы собираемся сосчитать, но мы можем разбить основные группы пластификаторов.

• Фталаты используются в кабелях, пленках, покрытиях, клеях и некоторых пластиках из ПВХ, которым необходима гибкость.
• Дикарбонаты также используются в ПВХ, когда необходимо работать при низких температурах.
• Фосфаты придают огнестойкость.
• Эфиры жирных кислот придают эластичность резине и винилу.

Конечно, пластификатор, который производитель использует в полимере, действительно зависит от ряда факторов, в том числе от того, для чего будет использоваться материал, желаемых физических характеристик, необходимых характеристик и совместимости пластификатора с другими соединениями в полимере.

Вы можете себе представить, что проблемы с пластификатором могут полностью испортить продукт, и более одного клиента приходили к нам с полимером или пластиком, который просто не двигался и не работал должным образом. Когда материал оказывается негибким или дефектным иным образом, что влияет на его характеристики, мы знаем, что нужно обратить внимание на пластификатор. Также существует озабоченность по поводу безопасности некоторых пластификаторов, таких как бисфенол А (BPA), который был связан с негативным воздействием на здоровье детей.

Возможность проводить испытания пластификатора является ключевым компонентом наших услуг по тестированию потребительских товаров.Испытания на охрупчивание — это один из способов определить, не выщелочился ли пластификатор из полимера, что привело к неожиданному и нежелательному поведению материала. Выщелачивание — одна из самых распространенных проблем при работе с пластификаторами. Когда пластификатор выщелачивается из полимера, материал может стать жестким и ломким, и может произойти загрязнение продукта выщелоченным материалом, что не очень хорошо. Фактически, единственное, что мы можем сказать о выщелачивании пластификатора, — это то, что именно он создает запах новой машины!

Основы пластификаторов | ExxonMobil Chemical

Все функции веб-сайта могут быть недоступны в зависимости от вашего согласия на использование файлов cookie.Щелкните здесь, чтобы обновить настройки.

Пластификаторы делают применение ПВХ более гибким. Они также вызывают неправильные представления по всей цепочке создания стоимости. Сходства действительно есть, но правда в том, что пластификаторы тоже могут быть принципиально разными!
Разные пластмассы для разных нужд

Пластмассы и полимеры, включая ПВХ, необходимы для качества нашей жизни.Многие изделия из ПВХ должны быть гибкими и мягкими, чтобы выдерживать физические нагрузки и не ломаться. Они также должны иметь возможность принимать определенную форму для каждого приложения.

Являясь третьим по величине потребляемым полимером, ПВХ улучшает качество нашей повседневной жизни.

Мировой спрос на пластмассы, 2014 г.

Разные потребности в ПВХ для разных рынков

Пластификаторы преобразуют свойства ПВХ для создания атрибутов, необходимых нам в каждом приложении.

Срок службы большинства ПВХ-материалов составляет от 10 до 20 лет и более. Его длительный срок службы делает ПВХ идеальным материалом для строительства и строительства.

Что такое ПВХ? ПВХ обладает всеми качествами, необходимыми для того, чтобы сделать его широко используемым полимером. Это:

• энергоэффективность: для производства требуется меньше энергии, чем для производства многих альтернативных пластиков ³
• рентабельно
• огнестойкий — присущая пожаробезопасность, за счет хлора
• долговечность: приложения имеют большой ожидаемый срок службы
• универсальный, для печати и покраски
• адаптируемый: может обрабатываться в нескольких производственных операциях
• химически стойкий
• перерабатываемые и перерабатываемые ⁴

³ Источник: Milieuvriendelijk verpakken in de toekomst (голландский: экологически чистая упаковка в будущем), Stichting Milieudefensie (Nl), 1991.
⁴ в регионах, где действуют программы утилизации

Композиция

Цепь из ПВХ

Что такое пластификаторы?

Большинство пластификаторов представляют собой сложные эфиры, которые делают ПВХ мягким, гибким и легко поддающимся формованию.

Не все пластификаторы производство процессы такие же

¹ ExxonMobil продает DINP под торговой маркой Jayflex ™

² DINCH является товарным знаком BASF

.

Ортофталаты или терефталаты

Молекулярный вес

Как пластификатор делает ПВХ гибким?

Пластификация — это развитие сильных сил между ПВХ и пластификаторами.

• Ищете пластификатор общего назначения?

  Пластификаторы Jayflex ™ демонстрируют превосходные характеристики в соответствии с ключевыми требованиями к пластификаторам общего назначения.

  Учить больше

• Нормативные документы

  Какой пластификатор начал свой путь регулирования еще в 1980-х годах и продолжает считаться безопасным для всех текущих применений регулирующими органами?

  Учить больше

• А как насчет «нефталатов»?

  Компания ExxonMobil запатентовала DOTP (DEHT) еще в 1953 году.Из-за его плохой совместимости с ПВХ компания решила не продавать его и переключила свое внимание на другие, более надежные решения.

  Учить больше

Как бы вы оценили содержание этой страницы?

Пластификаторы для ПВХ | ПОЛИНТ

«Полинт» — исторический лидер химической промышленности, ориентир в производстве и продаже пластификаторов ПВХ.

О пластификаторах для ПВХ Пластификаторы — это органические вещества с различными характеристиками. , основная функция которых состоит в том, чтобы внедрять в жесткие полимерные структуры такого материала, как ПВХ, для легкости движения и гибкости, делая их более точно «пластиками». Присутствие пластификаторов в структуре ПВХ будет влиять на различные конкретные физико-механические свойства , в частности, модуль упругости, удлинение при разрыве, твердость, гибкость при низких температурах.

Где использовать пластификаторы ПВХ

Благодаря своим уникальным свойствам пластификаторы стали неотъемлемой частью многих предметов повседневного обихода. Эти небольшие молекулы можно найти в большинстве электрических кабелей, труб, конвейерных лент, автомобильных запчастях, таких как приборные панели и покрытия , напольных покрытиях и мембранах для строительной отрасли и т. Д. Пластификаторы для ПВХ также используются во многих предметах одежды. , в частности, в резиновой обуви, а также в предметах интерьера или в баках и контейнерах для пищевых продуктов.Из-за широкого использования пластификаторов в предметах, которые сопровождают нас в повседневной жизни, их использование в промышленности строго регулируется национальными законами и европейскими постановлениями.

Модели и виды пластификаторов ПВХ В настоящее время существуют сотни различных типов пластификаторов, но не все они производятся и используются в промышленных масштабах. Исследования в области синтеза этих органических соединений постоянно развиваются, учитывая важность их использования во многих областях строительства и мировой торговли. Некоторые примеры пластификаторов для ПВХ представлены следующими категориями:

• Фталаты : они характеризуются особой простотой манипулирования и гелеобразования, а также высокой эффективностью и летучестью; они являются одними из наиболее часто используемых молекул в области пластификаторов. Фталаты используются, в частности, в производстве электрических кабелей (также устойчивых к средне-высоким температурам) для машин, электроприборов, для строительной промышленности, полов или металлических поверхностей.
• Полимерные пластификаторы : их основная характеристика — высокая миграционная стойкость (как при контакте с маслами, жирами и углеводородами, так и с термопластическими материалами), хорошая устойчивость к высоким температурам и низкая летучесть. Они используются в производстве компонентов для устойчивых к миграции кабелей, трубок или мембран, контактирующих с углеводородами, пищевыми маслами и битумом.
• Пластификаторы тримеллитаты : они характеризуются отличной гибкостью при низких температурах и высокой устойчивостью к более высоким температурам; они представляют собой молекулы, которые в основном используются в производстве компонентов электрических цепей, электропроводки, салонов автомобилей и компонентов оборудования, используемых в медицине и науке.

РЕСУРСЫ ДЛЯ КРАСКИ И ПОКРЫТИЙ OFTEN включают высококипящие жидкости в качестве пластификаторов там, где жесткие или хрупкие смолы не соответствуют требованиям прочности и гибкости. Основная функция пластификатора — придать смоле гибкость, тем самым минимизируя растрескивание пленки. В зависимости от смолы и других ингредиентов, используемых в системе, выбор пластификатора может повлиять на совместимость, ударную вязкость, воспламеняемость, дымообразование, тепловую и светостойкость и другие характеристики, связанные со старением или стойкостью.Пластификаторы в основном используются в покрытиях большой толщины и / или когда повышенная ударная вязкость требуется в промышленности, автомобилестроении и бытовой технике. Пластификаторы действуют за счет снижения температуры стеклования смолы до точки ниже температуры ее нанесения. Химический механизм пластификации включает сильную полярную ассоциацию молекул полимера-пластификатора, но не химическую реакцию между ними. Пластификаторы существенно уменьшают силы Ван-дер-Ваальса между полимер-полимерными молекулами в аморфных областях и не проникают в кристаллиты [1–3].В этом случае пластифицированная морфологическая фаза имеет другую природу, чем чистый полимер, и обладает уникальными механическими свойствами. Отсутствие химической связи между пластификатором и полимером ухудшает долговечность; Молекулы пластификатора могут свободно покидать полимерное покрытие за счет извлечения и летучести. Однако потери пластификатора минимальны в большинстве случаев, за исключением пластификаторов с очень низким молекулярным весом и / или воздействия очень жестких термических условий. Таким образом, пластифицированные покрытия обладают высокой прочностью и длительным сроком службы в большинстве областей применения.Пластификаторы — это жидкости с молекулярной массой выше, чем у растворителей — для ограничения летучести, — но не твердые вещества, такие как легирующие полимеры и т. Д. Следует отметить, что сшитые полимерные покрытия значительно снижают потери пластификатора из-за диффузии и летучести. Несколько тысяч высококипящих жидкостей являются потенциальными пластификаторами для покрытий. Выбор пластификатора зависит от совместимости со смолой при использовании, стоимости и других желаемых характеристик. Пластификаторы можно классифицировать как по химической структуре, так и по эксплуатационным характеристикам, как показано в таблице 1 [4].Типичные пластификаторы представляют собой жидкие сложные эфиры с молекулярной массой от примерно 200 до 800, с удельным весом от 0,75 до 1,35 при 20/20 ° C, вязкостью от 50 до 450 сСт, давлением пара менее 3,0 мм ртутного столба при 200 ° C и температуры вспышки выше 120 ° C (248 ° F). Как правило, они стабильны и безвредны, и их не следует рассматривать как серьезную угрозу для человека или окружающей среды [5,6]. Наполнители пластификатора обычно используются в экструдированных или формованных гибких пластиковых формах. Наполнители — это недорогие органические масла, которые можно подразделить на группы алифатических, ароматических или хлорированных углеводородов.Они редко используются в покрытиях из-за их относительно высокой летучести и ограниченной совместимости с полярными смолами. В этой главе перечислены основные свойства пластификаторов и методы их определения. Также включены методы выделения, идентификации и количественного определения этих пластификаторов.

Полимеры | Бесплатный полнотекстовый | Насколько экологичен ваш пластификатор?

1. Введение

Пластификаторы — это добавки, обычно небольшие органические молекулы, которые снижают температуру стеклования (T _г ) полимера, с которым они смешиваются, создавая гибкие или полужесткие продукты с улучшенными технологическими характеристиками [1].Приблизительно 90% всех пластификаторов, производимых в мире, используются для производства гибкого поливинилхлорида (ПВХ), причем ди (2-этилгексил) фталат (ДЭГФ) является наиболее часто используемым пластификатором [2]. Пластификаторы можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние пластификаторы достигают гибкости за счет снижения T _g за счет прививки или сополимеризации более мягких мономерных звеньев к полимерной цепи, в то время как внешние пластификаторы, такие как DEHP, просто смешиваются с полимером при повышенных температурах и не образуют ковалентных связей [3].Внутренние пластификаторы используются реже, часто для конкретных целей, поскольку фиксированные химические связи обеспечивают меньшую свободу и ограниченные свойства по сравнению с внешними пластификаторами. Внешние пластификаторы предлагают большую гибкость для регулирования конечных свойств полимера, учитывая, что пластификатор добавляется после полимеризации [1,3]. Кроме того, тип и количество пластификатора могут быть тщательно адаптированы для получения широкого разнообразия рецептур и свойств продукта, а также для придания различных уровней гибкости в зависимости от желаемого применения.Кроме того, поскольку не происходит химической реакции, внешняя пластификация также имеет тенденцию быть более рентабельной и поэтому используется в большей степени. Таким образом, этот обзор будет сосредоточен исключительно на внешних пластификаторах. Отсутствие химической связи между внешними пластификаторами и полимерами позволяет пластификатору со временем диффундировать внутри и вне смеси. Как только молекулы пластификатора достигают поверхности смеси, происходит выщелачивание в окружающую среду, что приводит к воздействию на человека и попаданию соединений в окружающую среду [4,5].Например, было обнаружено, что ДЭГФ и его метаболиты являются повсеместными загрязнителями окружающей среды, вероятно, из-за их медленной скорости разложения в сочетании с высокой скоростью проникновения в окружающую среду [6,7]. Фталатные пластификаторы, включая ДЭГФ, были обнаружены в большом количестве образцов окружающей среды, включая домашнюю пыль [8,9,10], воздух [11], почву [12], водосборные бассейны [4] и животных [6]. Это особенно проблематично, учитывая, что многие исследования связывают ДЭГФ и его метаболит, моно (2-этилгексил) фталат (МЭГП), с эндокринными нарушениями на моделях человека и животных, а также с отрицательными эффектами на репродуктивное развитие мужчин (антиандрогенные эффекты) [13 , 14,15,16,17].В результате этих выводов использование ДЭГФ и других фталатов было регламентировано в потребительских товарах, таких как детские игрушки, во многих странах, включая Канаду [18], США [19], Европейский Союз [20] и Японию. [21]. Следовательно, существует потребность в разработке альтернативных, более безопасных пластификаторов. Традиционный взгляд на пластификаторы считал, что для разработки хорошо функционирующего пластификатора необходимо соблюдать баланс между совместимостью, эффективностью и стойкостью пластификатора, смешанного с ПВХ, отраженный тремя вершинами треугольника, изображенного на Рисунке 1 [22].Эта схема отражает тот факт, что достижение желаемых эффектов в отношении одного из свойств может отрицательно повлиять на другие свойства. Например, такие молекулярные элементы, как полярные группы пластификатора, притягиваются к полярным участкам молекулы ПВХ и делают пластификатор более совместимым с ПВХ; однако, если в пластификаторе присутствуют только полярные компоненты, его пластифицирующая эффективность не очень высока. И наоборот, неполярные сегменты молекулы обычно обеспечивают хорошую пластификацию, но если они слишком велики или многочисленны, пластификатор может плохо смешиваться с ПВХ и вызывать экссудацию.Этот тщательный баланс между оптимизацией характеристик пластификатора был основным направлением исследований и разработок в течение многих лет. Однако, учитывая значительное негативное воздействие фталатных пластификаторов, отмеченное выше, в этом обзоре мы стремимся обрисовать подходы к разработке и оценке пластификаторов, которые также включают элементы мышления зеленой химии в дополнение к традиционным соображениям эффективности [23,24]. Таким образом, схема, показанная на Рисунке 1, отражает неотъемлемую и растущую важность поддержания характеристик пластификатора с учетом экологичных элементов дизайна, таких как токсичность, биоразложение и выщелачивание, при разработке безопасных и эффективных пластификаторов.Чтобы ответить на вопрос «Насколько экологичен ваш пластификатор?», Нам необходимо не только убедиться, что соединения соответствуют сбалансированным критериям эффективного пластификатора, но мы должны оценить влияние пластификатора с помощью нетрадиционных мер, обозначенных зеленым химия, показанная на Рисунке 1. По своей сути развивающаяся область зеленой химии направлена ​​на сокращение или устранение использования или образования опасных веществ. Это касается не только стадии использования материала, но также включает стадии его производства и окончания срока службы.Таким образом, важнейшим компонентом зеленой химии является этап проектирования, во время которого уже решается большая часть будущей судьбы молекулы или вещества. Анастас и Уорнер впервые представили 12 принципов зеленой химии, перечисленных на рисунке 2, и обрисовали концепцию зеленой химии как образ мышления в 1998 году [23]. Короче говоря, эти принципы предлагают руководство о том, как разрабатывать или улучшать материалы и процессы, придерживаясь идеалов зеленой химии. Эти принципы включают, среди прочего, проектирование с учетом разложения, создание безвредных или менее токсичных соединений и предотвращение образования отходов.Ряд оставшихся принципов более конкретно применим к самому химическому синтезу, например, использование возобновляемого сырья, использование безвредных растворителей и улучшение атомной экономии [23]. Чтобы разработать действительно зеленый пластификатор, мы предлагаем использовать эти принципы в качестве основы для проектирования и тестирования. Применение целостного, междисциплинарного подхода, включающего многие принципы зеленой химии, имеет важное значение для разработки безопасных пластификаторов. Для этого, среди прочего, требуется сотрудничество химиков, токсикологов, биологов и инженеров.К сожалению, однако, исследовательские и опытно-конструкторские работы часто сосредоточены на ограниченном подмножестве из 12 принципов (например, снижение токсичности для человека или проектирование для биоразложения) и часто проводятся без участия других дисциплин, и соединение будет сомнительно рекламироваться как зеленый в соответствии с его характеристиками по тем немногим выбранным критериям. В этой статье мы стремимся обрисовать различные соображения экологической химии, которые могут применяться к конструкции пластификатора, выделяя наиболее важные из них и показывая, что характеристики пластификатора должны оцениваться с учетом всех этих важных соображений, чтобы считаться экологичными.То есть, в дополнение к хорошему функционированию в качестве функционального пластификатора [25,26,27] зеленый пластификатор также должен быть (1) нетоксичным и безвредным для людей, животных и окружающей среды, (2) быстро разлагаться биологически, без продуцируют стабильные или токсичные метаболиты и (3) как можно меньше выщелачиваются из смеси ПВХ. В данном обзоре основное внимание будет уделено этим трем принципам, поскольку большая часть экспериментальных испытаний новых пластификаторов будет сосредоточена на них. Помимо этих критериев, следует также учитывать несколько других параметров, в основном относящихся к синтезу соединений, таких как использование возобновляемого сырья, максимизация атомной экономии, использование более безопасных растворителей и условий реакции, а также использование катализаторов.Кроме того, оценка жизненного цикла (ОЖЦ) — еще один инструмент, который можно использовать для оценки воздействия на окружающую среду вывода нового соединения на рынок [28]. В этом обзоре мы стремимся продемонстрировать, как избежать токсичности, обеспечить биоразлагаемость и придать пластификаторам низкое выщелачивание, учитывая при этом все различные принципы зеленой химии.

2. Историческая перспектива

PVC был впервые синтезирован в 1800-х годах, но из-за его плохой технологичности из-за отсутствия пластификаторов и термостабилизаторов в то время он не был коммерциализирован [29].Только в начале 20-го века немецкий химик Фриц Клатте из Griesheim-Elektron начал смешивать этот твердый и хрупкий полимер со сложными эфирами и маслами в качестве «пластификаторов», позволяющих производить ПВХ в промышленных масштабах [3]. Таким образом, родилась идея использования пластификаторов в качестве ключевых компонентов пластиковых составов, что позволяет легко обрабатывать ПВХ и использовать его во многих различных сферах применения. К 1943 году спрос на продукцию из ПВХ значительно увеличился, и уже использовалось более 150 коммерческих пластификаторов [30].Сложные эфиры фталевой кислоты быстро стали самым важным классом пластификаторов и остаются таковыми благодаря своей универсальной пластифицирующей эффективности и низкой стоимости производства [3]. В частности, наиболее широко используемым пластификатором стал ДЭГП (рис. 3) [3,31]. Продукция из пластифицированного ПВХ все чаще производилась из-за их низкой стоимости, простоты изготовления, подходящих механических свойств и совместимости с кровью и медицинскими растворами [32]. Однако только в 1980-х годах опасения по поводу пагубного воздействия пластификаторов, таких как ДЭГФ, на здоровье, начали более тщательно изучаться, и была установлена ​​необходимость в соединениях, заменяющих экологически чистые вещества [32,33,34].Разработка экологически чистых потребительских товаров определяется традиционными соображениями, такими как снижение затрат и повышение производительности, которые, несомненно, остаются актуальными для производителей, но также и такими факторами, как государственное регулирование и расходы, давление со стороны некоммерческих организаций и лидеров отрасли, а также социальная осведомленность потребителей. Эти силы становятся все более важными в продвижении более активного и зеленого подхода к замене проблемных соединений. Первым шагом на пути к разработке зеленых пластификаторов стало исследование, установившее токсичность ДЭГФ и его метаболитов [13,14,16].За этим последовало множество исследований воздействия, которые продемонстрировали повсеместное распространение фталатных пластификаторов в окружающей среде и привели к постановлению, требующему маркировки или запрещения ДЭГФ в различных продуктах [4,9,10,11,12,18,19,20,21 ]. В ответ на существующие и надвигающиеся правила, на рынок был представлен ряд соединений-заменителей [35]. Нефталатные соединения, такие как Hexamoll DINCH ^® компании BASF, Dow ECOLIBRIUM ^TM и HallStar Hallgreen, были выпущены в продажу, среди прочего [36,37].Данные европейской ПВХ-промышленности [38] показывают, что ДЭГФ был в основном заменен другими фталатными пластификаторами, такими как ди (изононилфталат) (ДИНФ), ди (2-пропилгептил) фталат (ДФГП) и диизодецилфталат (ДИДФ), или структурно. аналогичные соединения, такие как триоктилтримеллитат (TOTM), который по существу представляет собой DEHP с добавленным ответвлением сложного эфира 2-этилгексила, и диизононилциклогексан 1,2-дикарбоксилат (DINCH), который представляет собой гидрогенизированный DINP (см. рисунок 3) [38]. Существуют пробелы в данных при оценке многих из этих фталатных и нефталатных соединений.Например, отсутствует информация о токсичности и судьбе метаболитов альтернативных пластификаторов (что особенно важно, учитывая, что многие из негативных последствий для здоровья, связанных с ДЭГФ, как известно, связаны с его метаболитами, а не с исходным соединением). ), включая токсикологические конечные точки, такие как канцерогенность и эндокринные нарушения [40]. В связи с появлением новых опасений по поводу некоторых из этих заменителей DEHP, таких как DINP [11,41,42,43,44,45], становится все более важным производить действительно экологически чистые пластификаторы-заменители, при этом факторы, способствующие снижению опасности, играют большую роль. роль в разработке пластификатора.Кроме того, с учетом того, что сегодня доступны сотни коммерческих пластификаторов для множества применений, важно обеспечить систематическую и тщательную оценку и разработку этих и новых пластификаторов, чтобы избежать «прискорбной замены» одного проблемного соединения другим [35].

3. Разработка нетоксичных химических веществ

Учитывая большое разнообразие применений пластифицированного ПВХ, в том числе в чувствительных материалах, таких как больничные трубки, пакеты для крови и детские игрушки, обеспечение нетоксичности зеленых пластификаторов имеет первостепенное значение.Поскольку некоторые используемые в настоящее время фталатные пластификаторы, такие как DEHP и DINP, предположительно являются эндокринными разрушителями, особое внимание следует уделять репродуктивной токсичности. Это, конечно, непростая задача, и сотрудничество химиков и токсикологов может обеспечить ее решение.

За последнее десятилетие доступность вычислительной мощности для поддержки сложных задач, таких как моделирование взаимодействий молекул с биологическими системами, увеличилась, и, как следствие, предпринимаются попытки использовать in silico (т.е., вычислительные) методы прогнозирования токсичности, например, с помощью количественных соотношений структура-активность (QSAR) [46]. Эти симуляции используются для информирования самых ранних стадий химического дизайна, тем самым помогая сократить количество дорогостоящих экспериментальных испытаний, необходимых для соединений-кандидатов [47,48,49]. В поддержку этой цели были созданы базы данных, содержащие большие перечни химических соединений и их известных токсикологических свойств [24,47], которые могут и должны выступать в качестве важных ресурсов для разработчиков зеленых пластификаторов.Хотя такие подходы очень полезны на ранних этапах молекулярного дизайна, в конечном итоге потребуются тесты на токсичность в живых системах. В соответствии с принципами зеленой химии [24] соображения токсичности должны влиять на разработку пластификатора уже на этапе проектирования молекула. Чтобы гарантировать, что любые разработанные зеленые пластификаторы на самом деле нетоксичны, необходимо измерять различные конечные точки токсичности для различных видов, что также может потребоваться регулирующим органам для новых продуктов, поступающих на рынок.Эти тесты варьируются от бактериальных анализов и анализов на клеточных линиях млекопитающих до долгосрочных исследований in vivo. В следующих разделах представлены примеры более безопасного химического дизайна и испытания пластификаторов на токсичность. Список примеров не является исчерпывающим, но является иллюстрацией таких тестов. Бактериальные анализы использовались для оценки микробной токсичности пластификатора [50], однако примечательно, что большинство бактериальных исследований с участием пластификаторов было сосредоточено на биоразлагаемости пластификаторов после выщелачивания. из смолы [51,52,53,54,55,56].В свою очередь, это означает, что острая микробная токсичность пластификаторов не должна вызывать особого беспокойства, поскольку бактерии могут расти и питаться пластификаторами в качестве субстратов в исследованиях биодеградации. Поэтому для решения вопроса репродуктивной токсичности были разработаны дрожжевые анализы для первоначального скрининга агонистов эстрогена [57,58], но также существуют и клеточные анализы [59]. Регулярно проводятся анализы in vitro с использованием клеточных линий млекопитающих (или других), которые используются для оценки широкого диапазона эффектов, начиная от общей токсичности (например,g., тесты жизнеспособности [60]), ингибируются ли рост и деление клеток (тесты пролиферации), экспрессия генов, стероидогенез, целостность митохондрий и т. д. [13,61,62,63,64]. Особенно важно проверить токсичность метаболитов пластификатора [63], поскольку они иногда могут иметь более сильные побочные эффекты, чем их исходные соединения [13,51]. Последние достижения также позволили автоматизировать высокопроизводительный скрининг (HTS) химических веществ, создав большие базы данных in vitro, такие как ToxCast и Tox21 [65,66,67].На следующем этапе часто проводятся исследования in vivo. Однако из-за трудоемкости и дороговизны экспериментов in vivo только серьезные претенденты на зеленый пластификатор должны проходить эту стадию испытаний. Исследования in vivo позволяют проверить не только общую токсичность, но и более конкретные биологические эффекты, такие как репродуктивная токсичность. Это делается путем проведения экспериментов с участием нескольких поколений, изучения как родительского животного, так и его потомства и мониторинга различных конечных точек, таких как вес органа, уровни стероидов, качество спермы и экспрессия генов [45,68,69,70,71,72].Многочисленные исследования ДЭГФ и других фталатов демонстрируют репродуктивные эффекты этих соединений [45,68,69,70,71,72], однако исследования предлагаемых альтернативных пластификаторов in vivo проводятся гораздо реже. Некоторые примеры таких исследований, в основном проводившихся на крысах, действительно существуют, в том числе следующие:

• В исследовании одного поколения было показано, что пластификатор «сверхразветвленный полиглицерин» не является остро токсичным [65].
• В исследовании двух поколений было показано, что два предложенных зеленых пластификатора, диоктилсукцинат (DOS) и 1,4-бутандиолдибензоат (BDB) не проявляют острой токсичности, а DOS также не проявляет репродуктивной токсичности, в то время как BDB может вызывают «тонкие, но значительные изменения передачи сигналов эстрогена в яичках взрослых» [34,66].
• В исследовании двух поколений коммерчески доступный ди (2-этилгексил) адипат (DEHA) показал токсичность для развития при дозах выше 200 мг / кг / день, о чем свидетельствует увеличение послеродовой смертности, но отсутствие репродуктивной токсичности (антиандрогенное действие). эффекты) [67].
• В нескольких исследованиях с участием одного и двух поколений коммерчески доступный DINCH (гидрогенизированный DINP) не показал острого токсического действия [68], но были некоторые признаки того, что он может влиять также на развивающуюся репродуктивную систему самцов крыс. как эффект, аналогичный наблюдаемому с BDB (см. выше) [30,34,66].
• В исследовании одного поколения было показано, что кандидат в пластификатор, очень похожий на DINCH («DL9TH»), безопасен для взрослых крыс, с дополнительным утверждением, что соединение также не проявляет репродуктивной токсичности. Это было основано на тестах на взрослых животных, а не на исследовании двух поколений [69].

4. Разработка для биоразложения

Токсикологический риск определяется как функция опасности и воздействия [73]. Предыдущее обсуждение токсичности касается первого термина «опасность», который относится к внутренней химической токсичности соединения.Хотя снижение или устранение опасности лежит в основе двенадцати принципов «зеленой химии» [24], сокращение воздействия также приведет к снижению общего риска. Уменьшение воздействия может быть достигнуто за счет разработки биоразлагаемых соединений или за счет уменьшения миграции и выщелачивания пластификатора из полимерной смеси. Следовательно, действительно зеленый пластификатор будет соединением, которое не будет стойким в окружающей среде и не будет производить стабильные или псевдостоянные метаболиты во время своего распада [23,74].Псевдостойкие соединения попадают в окружающую среду (например, из-за непрерывной утилизации пластика) с большей скоростью, чем удаляются. Мониторинг кинетики разложения и, в частности, судьбы метаболитов является ключевым компонентом тестирования биодеградации пластификатора из-за известных эффектов метаболитов пластификатора, таких как MEHP [13,14,16]. Таким образом, биоразложение является важным компонентом любой оценки зеленых пластификаторов. Однако оценка потенциала биоразложения нового или существующего химического вещества не всегда проста, поскольку на него могут влиять многие факторы окружающей среды, включая температуру, атмосферу (например,g., аэробные по сравнению с анаэробными), а также наличие определенных почвенных и водных микроорганизмов [75]. Кроме того, результаты могут отличаться в зависимости от использования различных протоколов испытаний. Существует несколько эвристик, которые можно использовать в качестве отправной точки для проектирования с учетом возможности деградации. Например, сложноэфирные группы, амиды, кислород в форме гидроксильных, альдегидных или карбоксильных групп, незамещенные линейные алкильные цепи и фенильные кольца, как правило, являются элементами, которые увеличивают аэробную разлагаемость. И наоборот, сильно электроноакцепторные группы, такие как хлор, разветвленные структуры с четвертичным углеродом и сильно замещенные структуры, с меньшей вероятностью будут биоразлагаемыми [76].Как и в случае любой эвристики, исключения из этих правил могут быть найдены, однако они являются полезной отправной точкой. Также существует ряд компьютерных моделей для прогнозирования биоразлагаемости органических химикатов. Некоторыми часто используемыми моделями являются Biowin, модель группового вклада, и CATABOL, система, основанная на знаниях, которую можно использовать для прогнозирования путей [76]. Существует несколько разновидностей тестов для экспериментальной оценки биодеградации. К ним относятся отборочные тесты, имитационные тесты и полевые испытания. Скрининговые тесты — это простейшая форма тестов, в которых соединения суспендируют в водном растворе, обычно засеянном поливалентным инокулятом (т.е.е., смесь множества микроорганизмов, собранных с местных очистных сооружений, речной воды, почвы и т. д.). Наиболее распространенными скрининговыми тестами являются «готовые» тесты на биоразложение и тесты на «собственное» биоразложение. Готовые тесты на биоразложение обеспечивают базовое определение того, является ли соединение «легко биоразлагаемым» (и часто приводят к недооценке потенциала биоразложения), в то время как тесты на собственное биоразложение обеспечивают более полную оценку потенциала разложения за счет использования более высоких концентраций посевного материала, тем самым создавая более благоприятное разложение. окружающая среда [77].Имитационные тесты более сложны, чем скрининговые тесты, и измеряют скорость и степень биоразложения, обычно в непрерывной системе, предназначенной для моделирования реальных условий, таких как анаэробное разложение, происходящее на очистных сооружениях [78]. Полевые исследования являются наиболее сложным, но наименее контролируемым типом испытаний, которые включают мониторинг разложения соединения в естественной матрице [79]. Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) определила несколько тестов на биоразложение (которые подпадают под категории скрининговых и имитационных тестов) на основе таких параметров измерения, как потребление кислорода или выделение углекислого газа, в качестве индикаторов роста бактерий и минерализации соединений ( я.е., полное разложение соединения до воды и CO ₂ ). Испытания ОЭСР включают испытания в закрытых бутылках с использованием осадка, полученного, например, из очистных сооружений [78,80]. Хотя эти тесты являются быстрыми и простыми в проведении, они обладают некоторыми недостатками, и были внесены предложения по их улучшению [81]. Важно отметить, что эти тесты, наряду с большинством других скрининговых и имитационных тестов, не требуют анализа метаболитов, возможно, упускается из виду наличие стабильных продуктов распада, которые могут остаться незамеченными при соблюдении стандартного протокола.Как видно, это особенно важно при оценке пластификаторов, поскольку коммерческие пластификаторы, такие как ДЭГФ, показали наличие стабильных метаболитов (например, МЭГП), которые проявляют токсичность [13,14,16]. Поскольку задача мониторинга метаболитов может быть осложнена использованием активированного ила или других сложных смесей, также были разработаны эксперименты по биодеградации с использованием одноштаммовых культур обычных почвенных бактерий, что позволило улучшить извлечение гидрофобных молекул пластификатора и метаболитов [51,52 ].Конечно, эти эксперименты не полностью отражают разложение в естественных условиях, однако они могут быть особенно полезны для сравнения между группами пластификаторов и для анализа метаболитов [51,54]. Для разработки пластификаторов на биоразлагаемость общей стратегией является изучение химические структуры коммерчески используемых пластификаторов, стремятся понять, какие функциональные группы вызывают медленную кинетику биоразложения или токсикологические последствия, а затем использовать эти знания для изменения конструкции молекулы, чтобы обойти эти проблемные свойства, в идеале сохраняя пластифицирующую эффективность.Например, биоразложение диэфиров сукцината, малеата, фумарата, адипата и дибензоата ранее исследовалось [51,52,53,54,82,83,84,85,86,87]. На первом этапе разработки альтернативных биоразлагаемых пластификаторов несколько обычных почвенных бактерий и дрожжей были протестированы на их способность к биоразложению, и Rhodococcus rhodochrous был определен как наиболее многообещающий микроорганизм для использования в кинетических испытаниях из-за его способности расти на гидрофобных субстратах [ 51,52]. На следующем этапе был определен путь биоразложения DEHP (см. Рисунок 4).Вкратце, биодеградация DEHP дает следующие метаболиты: MEHP, фталевую кислоту и 2-этилгексанол, который впоследствии окисляется до 2-этилгексановой кислоты [86,87,88]. Как MEHP, так и 2-этилгексановая кислота оказались стойкими в окружающей среде [89, 90, 91]. На основе этих путей биоразложения были разработаны несколько зеленых пластификаторов-кандидатов, чтобы избежать образования структур распада, которые считаются токсичными или стойкими (см. Рис. 5). ). К ним относятся диэфиры на основе янтарной кислоты, малеиновой кислоты и фумаровой кислоты, которые имеют структуру фталата, этерифицированные линейными спиртами, чтобы избежать накопления 2-этилгексановой кислоты после биоразложения исходного соединения [54,84,85,92].Было обнаружено, что соединения являются эффективными пластификаторами, и эксперименты по биоразложению показали, что геометрия центральной структуры молекул играет важную роль в том, насколько быстро соединения разлагаются. Насыщенные эфиры сукцината, которые могут вращаться вокруг центральной связи, были более быстро разложены R. rhodochrous, чем ненасыщенные малеаты и фумараты (см. Рисунок 5). Следуя аналогичным шагам, дибензоатный пластификатор 1,5-пропандиолдибензоат (1,5-PDB) был разработан с намерением, что он будет биоразлагаться намного быстрее, чем коммерчески доступный дибензоат диэтиленгликоля (DEGDB), путем простой замены кислорода Атом эфира функционирует в DEGDB с атомом углерода с образованием 1,5-PDB (см. рисунок 5).Оба соединения также продемонстрировали аналогичную пластифицирующую эффективность в ПВХ [93].

Биоразлагаемость зеленых пластификаторов-кандидатов все еще не является рутинной оценкой. Следовательно, в опубликованной литературе по этой теме было найдено мало статей. Ограниченное количество доступных бумаг часто сосредоточено на деградации смесей полимеров (например, пластификаторов, смешанных с биоразлагаемыми полимерами, такими как PHA или PLA), а не на самом пластификаторе. Отсутствие работ по биоразложению пластификаторов, предназначенных для использования в ПВХ, является существенным недостатком, поскольку разработка биоразлагаемых пластификаторов может значительно снизить воздействие этого класса добавок на окружающую среду.Несколько примеров исследований биодеградации пластификаторов-кандидатов и их метаболитов, которые можно использовать в качестве руководящих принципов для будущих испытаний, включают следующее:

• Испытание R. rhodochrous на биоразложение пластификаторов на основе поли (капролактона), которое продемонстрировало быструю биоразлагаемость и отсутствие образования запас стабильных метаболитов [92].
• Тестирование биодеградации различных дибензоатных пластификаторов, подобных 1,5-PDB, как в периодических условиях, так и в биореакторе непрерывного действия. Хотя биоразлагаемость в целом оказалась хорошей, разложение некоторых соединений привело к накоплению токсичных метаболитов [44,80,81,91].
• Исследование биодеградации ДЭГФ и 15 диэфиров с различной длиной боковой цепи на основе янтарной кислоты, малеиновой кислоты и фумаровой кислоты с помощью R. rhodochrous, как обсуждалось выше. Эксперименты выявили влияние как центральной структуры, так и длины боковой цепи и ее разветвления на кинетику биодеградации [45,82,83].

5. Постоянный дизайн

Концепция риска, являющегося функцией опасности и воздействия, также важна при рассмотрении вопроса о выщелачивании пластификатора.Воздействие можно уменьшить, увеличив стойкость пластификаторов в смесях, тем самым ограничив их способность к выщелачиванию. Это решает проблему острого воздействия, например, из больничных трубок или пакетов с кровью, и имеет меньшее влияние на хроническое воздействие, поскольку пластификатор в конечном итоге все равно выщелачивается из смеси из-за того, что между пластификатором и ПВХ не существует химической связи. Даже при очень низких скоростях выщелачивания пластификаторы могут в конечном итоге мигрировать из смеси в окружающую среду, как это наблюдается на свалках или в естественной среде, где пластиковые отходы присутствуют в течение длительного времени [4,94].Независимо от того, происходит ли это выщелачивание в течение месяцев, лет или десятилетий, пластификаторы в конечном итоге попадут в окружающую среду, и, если они не являются легко разлагаемыми микроорганизмами, их стойкость и биоаккумуляция (как видно из ДЭГФ и других фталатов) станут экологической проблемой [4, 95]. Кроме того, чрезмерное выщелачивание также ухудшает долговечность пластмассового продукта. Минимизация выщелачивания важна как для эксплуатационных характеристик продукта, так и для его безопасного использования. Следовательно, пониженные или подавленные скорости выщелачивания благоприятны для уменьшения острого воздействия на человека, минимизации загрязнения окружающей среды и повышения производительности и, следовательно, являются важными факторами при проектировании зеленого пластификатора.Скорость выщелачивания пластификатора тесно связана с совместимостью и смешиваемостью пластификатора в смеси ПВХ. Несмешивающиеся пластификаторы плохо смешиваются с ПВХ и подвергаются более высокому риску выщелачивания. Однако пластификаторы, которые демонстрируют хорошую стойкость, часто не обеспечивают адекватного эффекта пластификации (см. Рисунок 1). Достижение баланса важно при разработке пластификатора с хорошей эффективностью пластификатора, но с низкой скоростью выщелачивания. Доступно более подробное исследование сложной взаимосвязи между совместимостью пластификатора и скоростью выщелачивания [3,25,96].Кроме того, молекулярная масса пластификаторов, по-видимому, также влияет на выщелачивание, о чем свидетельствует снижение скорости выщелачивания в воду с увеличением молекулярной массы для некоторых пластификаторов на основе сложных эфиров [5,97]; однако это также может быть связано с низкой растворимостью в воде этих высокомолекулярных пластификаторов. Учитывая эту сложность, требуется экспериментальное определение скорости выщелачивания пластификатора для обеспечения как хороших пластифицирующих характеристик, так и низкой острой экспозиции. ASTM D-1239 описывает стандартный метод испытаний [98] для испытания на выщелачивание различных матриц, включая воду, мыльную воду (1% мыла), хлопковое масло, минеральное масло, керосин и этанол (50% в воде) для обеспечения соответствия для различных сред, в которых может происходить выщелачивание.Скорость выщелачивания пластификаторов в водную среду имеет особое значение, поскольку это наиболее типичный пример фактического выщелачивания пластификатора в окружающую среду, и многие исследования предлагаемых альтернативных пластификаторов были сосредоточены на этом. Примеры исследований выщелачивания, хотя и не являются исчерпывающим, включают следующее:

• Выщелачивание коммерческих пластификаторов DEHP, DINCH, TOTM / TEHTM и ди (2-этлигексил) терефталата (DEHT) из больничных трубок в 50% этанол в воде [99 ].
• Выщелачивание нескольких коммерческих пластификаторов, включая фталаты и ДЭГА, содержащихся в упаковке пищевых продуктов, в водную уксусную кислоту (3%), дистиллированную воду и этанол (15% в воде) [100].
• Выщелачивание альтернативных пластификаторов на основе дибензоата, сукцината, малеата и фумарата с дисков из ПВХ при загрузке 29 мас.% В воду, очищенную обратным осмосом [4].
• Выщелачивание олигомерного ɛ-капролактона в дисках из ПВХ при загрузке 39 мас.% В н-гексане [92]. №
• Выщелачивание олигомерного поли (бутиленадипата) в пленках ПВХ при загрузке 40 мас.% В воду [97].
• Выщелачивание кандидатов в пластификаторы на основе куркумина в количестве 5, 15, 25 и 35 мас.% В ПВХ в воду и н-гексан [101].
• Выщелачивание тетраэфиров на основе пентаэритрита в нескольких концентрациях в ПВХ в дистиллированную воду, оливковое масло, этанол (10% в воде), уксусную кислоту (30% в воде) и петролейный эфир [102].
• Выщелачивание ДЭГФ из гемодиализных трубок с полиуретановым покрытием и без него в сыворотку новорожденного теленка [103].

Было исследовано несколько методов предотвращения выщелачивания, включая внутреннюю пластификацию [99,100,101], покрытие полимерных поверхностей [102] и плазменную обработку поверхности [103,104] для создания барьера, через который молекулы пластификатора не могут проникнуть.Большинство этих методов требуют дальнейшей обработки пластифицированного материала, что делает продукт более дорогим, более сложным в производстве и иногда приводит к снижению эффективности пластификатора [105].

6. Экологичное производство

Хотя в данном обзоре основное внимание уделяется экспериментальной оценке и разработке зеленых пластификаторов, следует также учитывать химический синтез и масштабирование производства этих соединений, хотя в этом обзоре недостаточно литературы. площадь.Чтобы пластификатор считался экологически чистым, недостаточно изучить только опасности, связанные с самим составом, необходимо также учитывать, как это соединение производится, включая источники сырья и методы синтеза.

После того, как потенциальный пластификатор был оценен и признан подходящим с точки зрения его характеристик, токсичности, биоразложения и выщелачивания, важно тщательно изучить синтетические методы, которые используются при его производстве, с использованием принципов зеленой химии.Некоторые из этих принципов относятся к химическому синтезу и могут применяться к пластификаторам, таким как использование более безопасных растворителей и вспомогательных веществ, менее опасный химический синтез, предотвращение образования отходов, атомная экономия, катализ и уменьшенное количество производных, а также энергоэффективность и реальные анализ времени для предотвращения загрязнения [23]. Однако опубликованных работ по теме экологически чистых синтетических технологий, применяемых специально для производства пластификаторов, недостаточно. Тем не менее, вышеупомянутые принципы могут быть применены в качестве отправной точки для новых исследований.При разработке действительно зеленого пластификатора следует учитывать использование возобновляемого сырья для производства пластификатора, а не использование сырья на основе нефти. Наиболее часто используемым классом пластификаторов являются сложные эфиры, состоящие из органических кислот, этерифицированных спиртами, количество которых из возобновляемых источников растет. Например, в отчете программы по биомассе Министерства энергетики США определен ряд «строительных блоков» соединений, включая небольшие органические кислоты и спирты, которые доступны из возобновляемых источников [106].Исходные материалы включают крахмалы, сахара и компоненты древесины, такие как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, а также масла и белки [106]. Одним из соединений, которое вызвало значительный интерес в качестве возобновляемого сырья, является янтарная кислота, которая уже производится путем ферментации в промышленных масштабах и может использоваться в качестве хорошего химического вещества-платформы как есть, или путем дальнейшего восстановления ее до 1,4-бутандиола [ 107,108]. Пластификаторы на основе янтарной кислоты были изучены в нескольких недавних исследованиях [85,109].Особое внимание следует уделять использованию возобновляемых материалов, которые не заменяют производство продуктов питания, чтобы избежать серьезных социальных и экономических последствий [110]. Например, возобновляемые материалы, полученные из остатков агропромышленного комплекса и непищевой биомассы, могут быть использованы в качестве химического сырья для синтеза пластификатора [111]. Обычно рекомендуется анализ материалов из возобновляемых источников с помощью процедур LCA.

Стоит отметить, что одним из ключевых ограничений этого обсуждения является то, что оно сосредоточено исключительно на опасностях пластификатора и вызывает последующий вопрос: «Насколько экологичен ваш продукт?».Поскольку большинство пластификаторов используются с ПВХ, невозобновляемым полимером, полученным из нефти, еще предстоит проделать большую работу в области улучшения химического состава винила, чтобы сделать его более устойчивым.

7. Выводы

При разработке зеленых пластификаторов следует проявлять особую осторожность. Сама стадия «проектирования» не может быть подчеркнута достаточно сильно, так как она будет иметь огромное влияние на свойства конечного продукта, и только хорошо разработанный пластификатор может стремиться соответствовать самым высоким стандартам, которые необходимы для широкого спектра и часто чувствительных , Аппликации из ПВХ.Разработчик зеленого пластификатора должен заботиться не только об эффективности состава пластификатора ПВХ, хотя это остается неоспоримым условием, но и о его поведении при контакте с человеческим телом и окружающей средой на протяжении всего жизненного цикла. Хотя термин «зеленый» часто используется в широком смысле для характеристики соединений, которые были улучшены по одному или нескольким критериям, обсуждаемым в этом обзоре, для того, чтобы соединение было действительно зеленым, его необходимо оценивать в целом по многим критериям. разные принципы.В случае зеленых пластификаторов для ПВХ мы предлагаем попытаться создать соединения, которые не имеют негативных последствий для здоровья, не образуют вредных метаболитов и не сохраняются в окружающей среде. Помимо этих трех ключевых параметров, также важно усовершенствовать этапы синтеза в соответствии с принципами зеленой химии и использовать возобновляемое сырье, когда оно доступно. В качестве руководящей основы концепции зеленой химии очень подходят для решения поставленной задачи. Особенно важно объединить знания и опыт из разных дисциплин для решения сложных и разнообразных проблем зеленого дизайна.Чтобы не повторять ошибок прошлого, для любого разработчика пластификатора крайне важно решать эти проблемы вместе и часто параллельно, а не по отдельности, поскольку только так можно создать действительно безопасный и, следовательно, зеленый пластификатор. эффективный способ.

Пластификаторы — Справочник по химической экономике (CEH)

Содержание

Краткое содержание 9

Резюме 10

Введение 17

Пластификаторы и пластификаторы 17

Фталаты 19

Терефталаты 19

Алкогольные кислоты

масла 20

Тримеллитаты 20

Бензоаты 20

Фосфатные пластификаторы 20

Полимерные пластификаторы 21

Производственные процессы 22

Сложные эфиры поликарбоновой кислоты 22

Терефталаты 22

22

Экологические проблемы 24

США 24

Западная Европа 26

Азия 28

Материковый Китай 28

Южная Корея 28

Тайвань 29

Прочие 29

Спрос и предложение по регионам 31

9000 2 США 31

Производственные компании 31

Arkema 33

BASF 33

CHS 33

Eastman 33

Emerald Kalama 33

ExxonMobil Chemical 33

Galata Chemicals 33

34

Hall

Inbra 34

LANXESS 34

Teknor Apex 34

Valtris 34

Vertellus 34

Westlake Chemical 34

Производство 34

Фталаты 35

0002

Пластиковые смеси

39

Фосфатные пластификаторы 40

Тримеллитаты 41

Полимерные пластификаторы 42

Прочие 42

Потребление 44

Фталаты 46

Диизононилфталат (DINP) 47

Диизодефилфталат (D-

PhalidPhal) ) фталат (DPHP) 482,48

Ди (2-этилгексил) фталат (DEHP, DO P, диоктилфталат) 482,48

н-Бутилбензилфталат (BBP) 49

Линейные фталаты 49

Диундецилфталат (DUP) 50

Дитридецил (DTDP) фталат 50

Диметилфталат (DMP)

Ди-н-бутилфталат (DBP) 51

Диэтилфталат (DEP) 51

Прочие 51

Алифатические соединения 51

Адипаты 52

Триэтиленгликольди-2-этилгексаноат 532,53

Алкановые эфиры ASEP) 53

Азелаты и себацаты 53

Цитраты 54

Прочие 54

Терефталаты 55

Диоктилтерефталат (DOTP) 55

Ди-н-бутилтерефталат (DBT) 56

Дибензоаты 57

Прочие 58

Тримеллитаты 58

Триоктилтримеллитат (TOTM) 59

Триизононил тримеллитат (TINTM) 60

Прочие 60

Фосфат p пластификаторы 60

Арилфосфаты 60

Алкилфосфаты 61

Полимерные пластификаторы 63

Прочие 63

Добавка TXIB® в рецептуру 64

Сульфаниламиды 64

Разное 65

9000

65

9000

Компании-производители 67

BASF Canada 68

GEON Performance Solutions 68

Производство 69

Потребление 69

Торговля 70

Импорт 70

Экспорт 71

Мексика 72

Производственные компании 72

Especial

Alphagary 73

Resinas y Materiales (Resymat) 73

Sintesis Organicas 73

Важная статистика 73

Потребление 73

Торговля 74

Импорт 74

Экспорт 75

9000 752 BBC 76

COIM Brasil 76

DPV Produtos 76

Elekeiroz 76

Inbra 76

Petrom 76

Taminco do Brasil Produtos Químicos 77

Производство 77

Важная статистика 77

Потребление 78

Экспорт2 79

Прочие страны Центральной и Южной Америки 79

Производящие компании 79

Carboquímica 80

Irixcor 80

Lestar Química 80

Panimex Química 80

Статистика Petroquimica Sima 80

Varteco 81

Западная Европа 83

Компании-производители 83

Производство 89

Потребление 90

Пластификаторы из возобновляемых / переработанных источников 94

Фталаты 95

Эпоксидные пластификаторы 97

Алифатические соединения 98

9

Сложные эфиры сульфановой кислоты

Адипатес 99

90 002 Триэтиленгликольди-2-этилгексаноат 992,99

Себацинаты 99

Прочие 99

Диизононилциклогексаноаты 100

Терефталаты 100

Бензоаты 102

Дибензоаты

0003

0003

0003

0003

0003

0003 104

Фосфатные пластификаторы 104

Цитратные пластификаторы 105

Прочие 106

Сульфаниламиды 106

Пентаэритритолтетравалерат 106

Цена 106

Торговля 107

Импорт 107

9000 1092 Экспорт в Центральную Европу и Восточную Европу компании 109

Основная статистика 110

Потребление 111

СНГ 112

Производственные компании 112

Важная статистика 113

Потребление 113

Ближний Восток 114

Производственные компании 114

Основная статистика 116

Consumpti на 117

Африка 118

Производящие компании 118

Важная статистика 118

Потребление 120

Индийский субконтинент 121

Производящие компании 121

Основная статистика 122

Потребление 123

Торговля 126

Материковый Китай 1262 Производящие компании 126

Основная статистика 136

Потребление 139

Фталаты и терефталаты 140

DEHP 140

DOTP 141

DINP 141

DBP / DIBP 142

DPHP 142

DPHP 142

Тримеллитаты 143

Цитраты 144

Прочие 144

Цена 145

Торговля 146

Импорт 146

Экспорт 146

Япония 147

Производственные компании 147

Фосфалаты

А дипаты 150

Эпоксидные пластификаторы 150

Тримеллитаты 150

Полимерные пластификаторы 150

Прочие алифатические вещества 150

Прочие 151

Потребление 151

Фталаты и терефталаты 151

Фталаты и терефталаты 1510002000

Полимерные пластификаторы 155

Фосфатные пластификаторы 155

Прочие 155

Цена 156

Торговля 156

Импорт 156

Экспорт 157

Прочие Северо-Восточная Азия 158

Производственные компании 158

Статистика потребления

Торговля 162

Юго-Восточная Азия 164

Производящие компании 164

Важная статистика 165

Потребление 166

Торговля 169

Импорт 169

Экспорт 169

Океания 170

Статистика потребления2 170 9000 170

Дополнительные ресурсы 172

Редакции 173

Рабочая книга данных 174

.