2022 La guía completa sobre plastificantes: la guía definitiva
Los plastificantes son aditivos poliméricos ampliamente utilizados en la producción industrial, también conocidos como plastificantes. Se añaden al material para hacerlo más blando y flexible, aumentar la plasticidad de una sustancia, reducir su viscosidad o reducir la fricción durante el proceso de fabricación.
Los plastificantes se añaden normalmente a los polímeros para facilitar la manipulación de las materias primas durante el proceso de fabricación o para satisfacer las necesidades de la aplicación final del producto. Por ejemplo, los plastificantes se añaden normalmente al cloruro de polivinilo (PVC), ya que de lo contrario se volvería duro y quebradizo, haciéndolo blando y volátil. Esto lo hace adecuado para productos como suelos de vinilo, ropa, bolsas, mangueras y recubrimientos de cables.
Como los plastificantes inorgánicos
Hormigón
En la tecnología del hormigón, los plastificantes y los superplastificantes también se denominan reductores de agua de alto rango. Cuando se añaden a las mezclas de hormigón, le confieren muchas propiedades, entre ellas una mejor trabajabilidad y resistencia. La resistencia del hormigón es inversamente proporcional a la cantidad de agua añadida (es decir, la relación agua-cemento (w/c)). Para producir un hormigón más resistente, es necesario añadir menos agua, lo que dificulta la construcción y la mezcla de la mezcla de hormigón. Por lo tanto, es necesario utilizar plastificantes, reductores de agua, superplastificantes, fluidificantes o dispersantes.
Cuando se añade puzolana al hormigón para aumentar su resistencia, también se suelen utilizar plastificantes. Este método de mezcla es especialmente popular en la producción de hormigón de alta resistencia y hormigón reforzado con fibras.
Por lo general, basta con añadir un 1-2 % de plastificante por unidad de peso de cemento. Añadir demasiado plastificante provocará una segregación excesiva del hormigón, por lo que no es recomendable. Dependiendo de los productos químicos específicos utilizados, el uso excesivo de plastificantes puede tener un efecto bloqueante.
Los plastificantes se producen normalmente a partir de lignosulfonatos, que son subproductos de la industria papelera. Los superplastificantes se producen normalmente a partir de condensados de naftaleno sulfonado o melamina formaldehído sulfonado, aunque actualmente existen nuevos productos basados en éteres policarboxílicos. Los plastificantes tradicionales a base de lignosulfonatos y los superplastificantes a base de naftaleno y sulfonato de melamina dispersan las partículas de cemento floculadas mediante un mecanismo de repulsión electrostática. En los plastificantes comunes, las sustancias activas se adsorben en las partículas de cemento, lo que les confiere una carga negativa que provoca la repulsión entre las partículas. Los superplastificantes de lignina, naftaleno y sulfonato de melamina son polímeros orgánicos. Las moléculas largas las envuelven alrededor de las partículas de cemento, lo que las carga muy negativamente y hace que se repelan entre sí.
El papel del superplastificante de éter policarboxilato (PCE) o policarboxilato (PC) por sí solo es diferente al de los superplastificantes a base de sulfonato, ya que dispersa el cemento mediante estabilización estérica. El efecto de esta forma de dispersión es más fuerte y mejora la trabajabilidad de la mezcla de cemento.
Estuco
Se pueden añadir plastificantes a la mezcla de estuco para paneles de yeso con el fin de mejorar la trabajabilidad. Para reducir la energía consumida en el secado de los paneles de yeso, se añade menos agua, lo que hace que las mezclas de yeso sean muy poco viables y difíciles de mezclar, por lo que es necesario utilizar plastificantes, reductores de agua o dispersantes. Algunos estudios también han demostrado que un exceso de dispersante de lignosulfonato puede provocar histéresis. Los datos indicaron que se produjo la formación de cristales amorfos, lo que perjudicó la interacción de los cristales mecánicos en forma de aguja en el núcleo, impidiendo así que este fuera más resistente. El agente quelante del azúcar, el lignosulfonato (como el ácido aldónico) y el compuesto de extracción desempeñan principalmente una función de bloqueo. Estos dispersantes reductores de agua de bajo rango suelen estar fabricados con lignosulfonato, un subproducto de la industria papelera.
Los superplastificantes de alto rango se producen normalmente a partir de condensados de naftaleno sulfonado, aunque los éteres de policarboxilato representan una alternativa más moderna. Estos reductores de agua de alto rango se utilizan en proporciones de 1/2 a 1/3 del tipo de lignosulfonato.
Los plastificantes tradicionales a base de lignosulfonato y naftalenosulfonato dispersan las partículas de yeso floculadas mediante un mecanismo de repulsión electrostática. En los plastificantes convencionales, la sustancia activa se adsorbe en las partículas de yeso, lo que les confiere una carga negativa que provoca la repulsión entre las partículas. Los plastificantes de lignina y naftalenosulfonato son polímeros orgánicos. Las moléculas largas se envuelven alrededor de las partículas de yeso, lo que las carga muy negativamente y hace que se repelan entre sí.
Materiales energéticos
Las composiciones pirotécnicas de materiales de alta energía, especialmente los propulsores sólidos para cohetes y las pólvoras sin humo para armas de fuego, suelen utilizar plastificantes para mejorar las propiedades físicas del aglutinante del propulsor o de todo el propulsor con el fin de proporcionar combustible auxiliar y, en condiciones ideales, mejorar el rendimiento energético específico (como el impulso específico). Los plastificantes de alta energía mejoran las propiedades físicas de los materiales de alta energía y, al mismo tiempo, aumentan su rendimiento energético específico. Los plastificantes de alta energía son generalmente preferibles a los plastificantes no energéticos, especialmente para los propulsores sólidos para cohetes. Los plastificantes de alta energía reducen la masa de propulsor necesaria, lo que permite a los vehículos cohete transportar más carga útil o alcanzar velocidades más altas. Sin embargo, por razones de seguridad o de coste, es posible que se requieran plastificantes no energéticos en los propulsores para cohetes. El propulsor sólido para cohetes se utiliza para alimentar el transbordador espacial. El propulsor sólido de cohetes utiliza HTPB, un caucho sintético, como combustible secundario no energético.
Aplicación en paneles de yeso
El plastificante utilizado en los paneles de yeso también se denomina dispersante, ya que puede aumentar la procesabilidad del yeso antes de que se endurezca. Para reducir la energía necesaria para secar los paneles, se añade menos agua durante la producción, lo que empeora la procesabilidad en ese momento. La adición de un plastificante puede mejorar su procesabilidad. Sin embargo, si se añade una cantidad excesiva de plastificante, se producirá un efecto retardador y la resistencia de los paneles de yeso también se deteriorará.
Aplicación en materiales energéticos
Los materiales energéticos y los agentes pirotécnicos suelen utilizar plastificantes. Por un lado, pueden mejorar las propiedades físicas del propelente o de su aglutinante. Por otro lado, también pueden utilizarse como combustible auxiliar para aumentar la propulsión proporcionada por la masa unitaria de combustible (es decir, el empuje). En los propulsores sólidos para cohetes y en las pólvoras sin humo, los plastificantes son especialmente necesarios para mejorar las propiedades físicas o aumentar el impulso específico. Los plastificantes que pueden aumentar el impulso específico se denominan generalmente plastificantes energéticos. La ventaja es que pueden reducir la masa del propelente, aumentar la carga del cohete o aumentar su velocidad máxima.
Envasado de alimentos
El ácido poliláctico (PLA) tiene ventajas únicas cuando se utiliza como material de envasado de alimentos. Puede sustituir completamente a los materiales de envasado tradicionales y su protección medioambiental única le confiere un lugar importante en el desarrollo futuro de los materiales de envasado. El material PLA tiene una superficie lisa y un alto grado de transparencia, por lo que puede competir con el poliestireno y el tereftalato de polietileno (PET) en aplicaciones de envasado de alimentos. El PLA se utiliza actualmente en envases rígidos para frutas y verduras, huevos, alimentos cocinados y productos horneados. El film de PLA se utiliza en el envasado de productos como sándwiches, galletas y flores. También hay aplicaciones para el soplado de PLA en botellas para envasar agua, sopa, alimentos y aceite comestible.
El film transparente que se utiliza a menudo en la vida cotidiana es, por un lado, un material de PE (polietileno) sin aditivos, que tiene poca viscosidad; por otro lado, el film transparente de PVC (cloruro de polivinilo), que contiene una gran cantidad de plastificante para que el material de PVC (cloruro de polivinilo) sea más blando y aumente la viscosidad, lo que lo hace adecuado para el envasado de alimentos frescos, por lo que se utiliza más ampliamente. Otro producto que contiene plastificantes son los juguetes infantiles fabricados con PVC. La Unión Europea ha especificado que el contenido de plastificantes en los juguetes de plástico debe ser inferior al 0,1 %. Los cosméticos como los perfumes y los esmaltes de uñas que suelen utilizar las mujeres también contienen plastificantes.
¿Cuál es la función de los plastificantes y cuáles son los métodos de detección?
La función de los plastificantes
Los plastificantes son productos industriales a granel, ampliamente utilizados en diversos campos de la economía nacional, incluyendo plásticos, caucho, adhesivos, celulosa, resinas, dispositivos médicos, cables y miles de otros productos.
Por ejemplo, el film transparente de uso común es un material de PE (polietileno) sin aditivos, pero su viscosidad es deficiente; otro muy utilizado es el film transparente de PVC (cloruro de polivinilo), que contiene una gran cantidad de plastificantes para ablandar el PVC (cloruro de polivinilo) y aumentar su viscosidad, lo que lo hace ideal para el envasado de alimentos frescos.
Otros productos plastificantes muy comunes son los juguetes infantiles fabricados con PVC. La UE ha establecido explícitamente que el contenido de plastificantes en los juguetes de plástico debe ser inferior al 0,1 %, pero en Taiwán no existen regulaciones ni restricciones claras al respecto.
Las mujeres suelen utilizar perfumes, esmaltes de uñas y otros cosméticos que contienen ftalatos como fijadores de fragancias para mantener el aroma o para que el esmalte de uñas quede más suave.
Método de detección de plastificantes
En la actualidad, la detección de plastificantes se realiza principalmente mediante tecnología de análisis de gases y tecnología de análisis de líquidos. El método de análisis de gases para plastificantes tiene la ventaja de que no presenta problemas de interferencia de fondo, pero el método de gases para muestras líquidas que contienen agua no puede aplicarse directamente al procesamiento de la muestra, tiene un tiempo de ejecución largo, de unos 30 minutos, y la sensibilidad no es tan alta como la del método líquido. Desde el punto de vista de la respuesta a los retos que plantean las normativas y el aumento del número de fuentes de muestras, así como de los tipos de plastificantes, la tecnología de análisis de masa líquida es más prometedora. Sin embargo, la técnica líquido-líquido también tiene sus inconvenientes, a saber, la interferencia de fondo de los plastificantes es demasiado alta, lo que afecta gravemente a la caracterización y cuantificación.
Plastificantes ignífugos de la misma serie
| Lcflex® T-50 | T-50; ASE | CAS 91082-17-6 |
| Lcflex® ATBC | Acetyl tributyl citrate | CAS 77-90-7 |
| Lcflex® TBC | Tributyl citrate | CAS 77-94-1 |
| Lcflex® TCPP | TCPP flame retardant | CAS 13674-84-5 |
| Lcflex® DOTP | Dioctyl terephthalate | CAS 6422-86-2 |
| Lcflex® DEP | Diethyl phthalate | CAS 84-66-2 |
| Lcflex® TEC | triethyl citrate | CAS 77-93-0 |
| Lcflex® DOA | Dioctyl adipate | CAS 123-79-5 |
| Lcflex® DOS | SEBACIC ACID DI-N-OCTYL ESTER | CAS 2432-87-3 |
| Lcflex® DINP | Diisononyl Phthalate | CAS 28553-12-0/685 15-48-0 |
| Lcflex® TMP | Trimethylolpropane | CAS 77-99-6 |
| Lcflex® TEP | Triethyl phosphate | CAS 78-40-0 |
| Lcflex® TOTM | Trioctyl trimellitate | CAS 3319-31-1 |
| Lcflex® BBP | Bio-based plasticizers, High-efficiency plasticizer | |
| Lcflex® TMP | Trimethylol propane | CAS 77-99-6 |
| Lcflare® TCEP | Tris(2-chloroethyl) phosphate | CAS 115-96-8 |
| Lcflare® BDP | Bisphenol-A bis(diphenyl phosphate) | CAS 5945-33-5 |
| Lcflare® TPP | Triphenyl phosphate | CAS 115-86-6 |
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Este artículo ha sido redactado por el Departamento de I+D de Longchang Chemical. Si necesita copiarlo o reimprimirlo, indique la fuente.