Innowacje firmy Teknor Apex w zakresie PVC

Amerykańska firma Teknor Apex wprowadza na rynek specjalne rozwiązania, które sprawiają, że elastomery poliolefinowe zastępują płynne plastyfikatory w wysoko sprawnym elastycznym polichlorku winylu.

Elastyczny polichlorek winylu jest obecnie coraz częściej wycofywany. Powodem takiego działania jest fakt, że tworzywo to zawiera związki chloru. Teknor Apex, będący producentem polichlorku winylu, postanowił jednak problem szkodliwości swojego tworzywa wyeliminować w inny sposób. Uznał, że ograniczanie chloru nie ma sensu, lepiej jest dążyć natomiast do redukcji płynnych plastyfikatorów.

Płynne plastyfikatory stanowią jedną trzecią tradycyjnych giętkich winyli i z czasem powoli ulegają wypłukiwaniu pozostawiając kruszące się produkty i powodując np. zmętniania okien w samochodach. Inne problemy związane z obecnością płynnych plastyfikatorów to m.in. szybsze starzenie się i gorsze własności dielektryczne. Przypomnijmy, że dielektrykiem określa się substancję, dla której przewodnictwo rośnie wraz z temperaturą, w przeciwieństwie do metalu, gdzie przewodnictwo maleje ze wzrostem temperatury.

Aby wyeliminować te niedogodności Teknor Apex opatentował opracowane przez siebie materiały winylowe, które nie zawierają płynnych plastyfikatorów. Zamiast nich firma zastosowała specjalne elastomery oparte na metalocenowych poliolefinach (POE) mieszając je z zawiesinowym polichlorkiem winylu. Na skutek takiej kombinacji uzyskano pożądaną elastyczność. Tym samym amerykańskie przedsiębiorstwo stało się najprawdopodobniej pierwszą firmą na świecie, która zdecydowała się na stosowanie metalocenowych poliolefin w produkcji winyli. Wyniki prób na szeregu związkach PVC zawierających od 20 proc. do 35 proc. i od 0 do 60 phr płynnych plastyfikatorów pokazują, że własności poprawiają się w miarę jak spada zawartość płynnych plastyfikatorów, a wzrasta zawartość POE.

Jak wynika z przeprowadzonych badań, najbardziej miękkim materiałem jaki udało się firmie uzyskać z zastosowaniem wyłącznie POE jest półsztywny materiał o twardości 94 Shore A - jest to skala stosowana do pomiarów twardości niektórych tworzyw sztucznych. Później udało się Teknorowi doprowadzić także do sytuacji, w której osiągnięto twardość 89 Shore A, a nawet 88 Shore A bez stosowania płynnych plastyfikatorów. Jak zatem widać w miarę postępu badań elastyczność produktu wzrastała. W przeprowadzonych eksperymentach (zestawienie właściwości materiału PVC/POE z tradycyjnym giętkim PVC) wszystkie trzy materiały POE/PVC wykazywały wyższą lepkość niż typowy giętki polichlorek winylu dla takiej samej twardości. Opierając się na innych danych okazało się, że materiały POE/PVC podwoiły krzywą lepkości typowego giętkiego PVC, nawet ze wzrostem temperatury obróbki o 10 st. C lub nieznacznie wyższym stopniem ścinania.

Warto jednak zauważyć, że elastyczny polichlorek winylu formowany z nowego materiału PVC/POE lub bez płynnych plastyfikatorów jest droższy o 10 – 20 proc. w stosunku do swojego tradycyjnego poprzednika. Jednak wszystkie materiały POE/PVC mają niższy ciężar właściwy, co poprawia ekonomikę produktu. Powstałe nowe materiały przeznaczone są głównie do tych zastosowań, gdzie występuje problem ługowania plastyfikatorów, czyli w wyposażeniu samochodów i powłok medycznych. Ponadto materiał zapewnia też lepsze własności dielektryczne do zastosowania w osłonach kabli i przewodów.