В ЮУрГУ разработали пластификатор для ПВХ с большей термостойкостью

Пластик с новым пластификатором начинает разрушаться при 173°C, у обычного на основе ДОФ — при 149°C. Учёные также создали математическую модель, по которой можно оценить, сколько пластификатора может уйти из материала.

ПВХ используют для посуды, медицинских приборов и игрушек. Чтобы он был мягким и эластичным, в него добавляют пластификатор. Со временем тот может мигрировать: терять микрочастицы, которые попадают в окружающую среду, а изделие становится хрупким.

Ранее широко применялся диоктилфталат (ДОФ). Он токсичен и менее термостойкий: при нагреве пластик теряет прочность, цвет и гибкость. Исследователи предложили смесь ДОФ с дифеноксиэтиладипинатом (ДФЭА), который повышает термостабильность. Лучший результат показала смесь ДОФ и ДФЭА в соотношении 5:3.

При сравнении с обычным ДОФ новый состав начинал разрушаться при 173°C против 149°C. При 200°C потеря массы составила 0,52% против 0,6%. Коксовый остаток при 581°C — 5,16% против 1,5%. По словам учёных, при разложении образуется углеродный каркас, который защищает материал от кислорода и высоких температур и снижает выделение токсичных газов.

В основе модели миграции — гистерезис фазовых переходов, то есть запаздывание реакции вещества на изменение температуры: оно плавится при одной температуре, а застывает при значительно более низкой. Ирина Вихарева предложила использовать эту характеристику как критерий склонности пластификатора к миграции. Вместе с профессором Акифом Ибрагимовым из института РАН она составила «термодинамический портрет» миграции на основе метода дифференциальной сканирующей калориметрии. Уравнения Ибрагимова позволяют по этим данным оценить, сколько пластификатора может уйти из пластика, а сама модель помогает регулировать параметры и компоненты.

Результаты опубликованы в двух статьях «Вестника ЮУрГУ». В статьях описан новый класс альтернативных нетоксичных биоразлагаемых пластификаторов. Вторая работа Вихаревой с Полиной Кручининой посвящена оптимизации пластификатора в рецептуре материала. Новый термостойкий состав, по данным учёных, может использоваться и в промышленности, и в быту.

Наука.РФ