Plasticizer พลาสติไซเซอร์

Plasticizer, พลาสติไซเซอร์, Solftener, สารช่วยให้อ่อนตัว

พลาสติไซเซอร์ (plasticizers) เป็นสารที่ใส่ในโพลิเมอร์ (polymer) หรือผลิตภัณฑ์พลาสติกเพื่อลดจุดหลอมที่ทำให้เกิดการไหล (flexing temperature) ของพลาสติกทำให้เม็ดพลาสติกมีความยืดหยุ่นและอ่อนนุ่มขึ้น  สะดวกต่อการดึง รีด ฉาบ หรือหล่อแบบ 

และยังเป็นตัวรักษาความอ่อนนุ่มไม่ให้เสียไปโดยง่าย 

อีกทั้งยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าทนต่อกรดด่าง น้ำมันและผงซักฟอก  โดยจะใส่ประมาณ 20-40% โดยน้ำหนัก 

พลาสติไซเซอร์จึงมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์พลาสติกอย่างยิ่ง  โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride, PVC) ซึ่งเป็นพลาสติกที่นำไปทำประโยชน์ได้มากมาย  เช่น ภาชนะบรรจุอาหาร ฟิล์มห่ออาหาร

เครื่องมือแพทย์  เช่น ถุงบรรจุเลือด

น้ำเกลือ สายยางที่ต่อกับเครื่องมือแพทย์, รองเท้า, กระเป๋า, เสื้อผ้า, กระเบื้องยางปูพื้น, สายไฟ, เทปพันสายไฟ, ท่อน้ำ, แท็งก์เก็บสารเคมีและอื่น ๆ  โดยที่มีการใช้พลาสติไซเซอร์ในอุตสาหกรรมพลาสติก PVC ถึง

65% ของปริมาณการใช้พลาสติไซเซอร์ทั้งหมด 

ผู้ที่เริ่มใช้พลาสติไซเซอร์ในทางอุตสาหกรรมคนแรก คือ Hyatt Brothers ในราว ค.ศ.1870  เมื่อเขาผสมแคมเฟอร์ (camphor) กับไนโตรเซลลูโลส (nitrocellulose) ต่อมาไตรครี-ซิลฟอสเฟต (tricresyl phosphate) ก็ถูกนำมาใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ ตามด้วยพทาเลทเอสเทอร์ (phthalate esters)

กลไกของพลาสติไซเซชั่น (mechanism of plasticization)

                พลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลโพลีเมอร์

(polymer molecules) แต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยแรง Vander Waal โดยที่พลาสติไซเซอร์ไม่ได้เกิดปฏิกิริยากับโพลีเมอร์  แต่จะแทรกตัวเองอยู่ระหว่างโมเลกุลโพลีเมอร์โดยไปทำให้แรง Vander Waall ลดลง

ชนิดของพลาสติไซเซอร์

                พลาสติไซเซอร์สามารถแบ่งเป็น

1. โมโนเมอริคพลาสติไซเซอร์ (monomeric plasticizers) มีอยู่หลายกลุ่ม  ได้แก่

          - กลุ่มพทาเลทเอสเทอร์ 

เป็นกลุ่มที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์มากที่สุด  เป็นสารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่คาร์บอกซิเลท 2

หมู่  มีลักษณะเป็นของเหลว  มีจุดเดือดสูงและความดันไอต่ำ  เป็นสารที่เสถียรและละลายในไขมันได้ดี 

พทาเลทเอสเทอร์ที่ผลิตในอุตสาหกรรมมาจากการทำปฏิกิริยาระหว่างพทาลิกแอนไฮไดร์

(phthalic anhydride) กับแอลกอฮอล์  โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เช่น กรดซัลฟูริค หรือกรดพาราโทลูอีนซัลโฟนิค พทาเลทเอสเตอร์ที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ เช่น

? ไดเมทิลพทาเลท (dimethyl phthalate, DMP)

? ไดเอทิลพทาเลท (diethyl phthalate, DEP)

? ไดนอร์มัวลิวทิลพทาเลท (di-n bytyl phthalate, DBP)

? บิวทิลเบนซิลพทาเลท (butylbenzyl phthalate, BBP)

? ไดทูเอทิลเฮซิลพทาเลท (di-(2-ethylhexyl) phthalate, DOP(1))

? ไดนอร์มัลออกทิลพทาเลท (di-n-octyl phtghalate, DOP(2))

? ไดไอโซโนนิลพทาเลท (diisononyl phthalate, DINP)

- กลุ่มอดิเพท (adipates) และอซีเลท (azelates)  ผลิตจากกรดอดิพิค (adipic acid)หรือกรดอซีเลอิคกับแอลกอฮอล์  เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอดิเพท (di-2-ethylhexyl adipate, DOA), ไดไอโซเดซิลอดิเพท (diisodecyl adipate, DIDA), และไดนอร์มัลออกทิลเดซิลอดิเพท (di-n-octhldecyl adipate, DNODA) ตัวที่สำคัญที่สุด คือ DOA ซึ่งองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร

                      ส่วนกลุ่มอซีเลทนั้น  เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอซีเลท (di-2-ethylhexyl azelate, DOZ), ไดไอโซออกทิลอซีเลท (diisooctyl azelate, DIOZ) และไดเฮกซิลอซีเลท (dihexyl azelate, DHZ) ซึ่งเป็นตัวที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหารเช่นกัน (octyl diphenyl phosphate)

- กลุ่มฟอสเฟต  มีออกทิลไดเฟนิลฟอสเฟต (octyl diphenyl phosphate) ตัวเดียวเท่านั้นที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา  อนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร

2. โพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์ (polymeric plasticizers)  ได้จากปฏิกิริยาระหว่างกรดไดเบซิค (dibasic acid)  เช่น กรดอดิพิค หรือ กรดอซีเลอิคกับไกคอล (glycol) เช่น โพรไพลีนไกคอล (propylene glycol) จะได้พลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงถึง

20 เท่าของชนิดโมโนเมอร์ริค 

และจะมีโอกาสหลุดจากพลาสติกได้น้อยกว่าที่อุณหภูมิสูง ๆ และยังทนต่อการละลายของน้ำมันและตัวทำละลาย 

ส่วนราคาของโพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์นั้นจะสูงกว่าพวกพทาเลทเอสเตอร์ประมาณ

1.5-2 เท่า

พลาสติไซเซอร์ คือ สารเติมแต่ง (additive) ที่ใส่ลงในกระบวนการผลิตพลาสติกเพื่อทำให้มีสมบัติเปลี่ยนไปคือ

มีความอ่อนนุ่ม ยืดหยุ่นสูง ทนต่อสภาวะความเป็นกรดด่าง ทนต่ออุณหภูมิสูง

สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย ทั้งในอุตสาหกรรมอาหารและยา เครื่องมือทางการแพทย์

ของเล่นสำหรับเด็ก เป็นต้น

โดยสารเหล่านี้จะไม่ทำปฏิกิริยากับพลาสติกแต่จะไปแทรกอยู่ระหว่างโมเลกุลของพลาสติก

ทำให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลอ่อนลง พลาสติไซเซอร์ที่ใช้ในปัจจุบันมีหลายชนิด

เช่น สารกลุ่มแธลเลต (phthalate) สารกลุ่มอะดิเพต (adipate) สารกลุ่มมาลีเอต (maleate) และน้ำมันพืชอิพ็อกซิไดซ์ (epoxidized vegetable oils) เป็นต้น โดยทั่วไปพลาสติกที่ใช้ทำปะเก็นฝาปิดขวดแก้ว จะเป็นพลาสติกประเภทโพลีไวนิลคลอไรด์ (polyvinyl chloride: PVC) ซึ่งจะเติมสารพลาสติไซเซอร์ประมาณร้อยละ 25 ? 45

โดยน้ำหนัก โดยพลาสติไซเซอร์ ส่วนใหญ่เป็นสารในกลุ่ม แธลเลต

และกลุ่มน้ำมันพืชอิพ๊อกซิไดซ์มากที่สุด สารที่เป็นปัญหาได้แก่

ไดเอทิลเฮกซิลแธลเลต (di-(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP) ไดนอร์มอลบิวทิลแธลเลต (di-(n-butyl) phthalate, DnBP, DBP) ไดไอโซโนนิลแธลเลต (diisononyl phthalate, DINP) และน้ำมันถั่วเหลืองอิพ๊อกซิไดซ์ (epoxidized soybean oils, ESBO)

Plasticizers (UK: plasticisers) or

dispersants are additives that increase the plasticity or fluidity of a

material. The dominant applications are for plastics, especially polyvinyl

chloride (PVC). The properties of other materials are also improved when

blended with plasticizers including concrete, clays, and related products.

For plastics[edit]

Plasticizers for plastics are

additives, most commonly phthalate esters in PVC applications. Almost 90% of

the market for plasticizer is for PVC, giving this material improved

flexibility and durability. The majority is used in films and cables. Plasticizers

work by embedding themselves between the chains of polymers, spacing them apart

(increasing the "free volume"), and thus significantly lowering the

glass transition temperature for the plastic and making it softer. For plastics

such as PVC, the more plasticizer added, the lower its cold flex temperature

will be. This means that it will be more flexible and its durability will

increase as a result of it. Plasticizers evaporate and tend to concentrate in

an enclosed space; the "new car smell" is caused mostly by

plasticizers evaporating from the car interior. Plasticizers make it possible

to achieve improved compound processing characteristics, while also providing

flexibility in the end-use product. Ester plasticizers are selected based upon

cost-performance evaluation. The rubber compounder must evaluate ester

plasticizers for compatibility, processibility, permanence and other

performance properties. The wide variety of ester chemistries that are in

production include sebacates, adipates, terephthalates, dibenzoates,

gluterates, phthalates, azelates, and other specialty blends. This broad

product line provides an array of performance benefits required for the many

elastomer applications such as tubing and hose products, flooring,

wall-coverings, seals and gaskets, belts, wire and cable, and print rolls. Low

to high polarity esters provide utility in a wide range of elastomers including

nitrile, polychloroprene, EPDM, chlorinated polyethylene, and epichlorohydrin.

Plasticizer-elastomer interaction is governed by many factors such as

solubility parameter, molecular weight and chemical structure. Compatibility

and performance attributes are key factors in developing a rubber formulation

for a particular application. Plasticizers also function as softeners,

extenders, and lubricants, and play a significant role in rubber manufacturing.

Ester plasticizers

Plasticizers used in PVC and other

plastics are often based on esters of polycarboxylic acids with linear or

branched aliphatic alcohols of moderate chain length. These compounds are

selected on the basis of many critieria including low toxicity, compatibility

with the host material, nonvolatility, and expense. Phthalate esters of

straight-chain and branched-chain alkyl alcohols meet these specifications and

are common plasticizers. Ortho-phthalate esters have traditionally been the

most dominant plasticizers, but regulatory concerns have led to pressure to

change to non-phthalate plasticizers, especially in Europe.

Plasticizers

Phthalates, which are incorporated into plastics as plasticizers comprise ?70% of the U.S. plasticizer market; phthalates

are by design not covalently bound to the polymer matrix, which makes them

highly susceptible to leaching. Phthalates are contained in plastics at high

percentages. For example, they can contribute up to 40% by weight to

intravenous medical bags and up to 80% by weight in medical tubing.[32] Vinyl

products are pervasive?including toys, car interiors, shower curtains, and

flooring?and initially release chemical gases into the air. Some studies

indicate that this outgassing of additives may contribute to health

complications, and have resulted in a call for banning the use of DEHP on

shower curtains, among other uses. The Japanese car companies Toyota, Nissan,

and Honda have eliminated PVC in their car interiors starting in 2007.In 2004 a

joint Swedish-Da nish research team found a statistical association between

allergies in children and indoor air levels of DEHP and BBzP (butyl benzyl

phthalate), which is used in vinyl flooring.[35] In December 2006, the European

Chemicals Bureau of the European Commission released a final draft risk

assessment of BBzP which found "no concern" for consumer exposure

including exposure to children.

EU decisions on phthalates

Risk assessments have led to the

classification of low molecular weight and labeling as Category 1B Reproductive

agents. Three of these phthalates, DBP, BBP and DEHP were included on annex XIV

of the REACH regulation in February 2011 and will be phased out by the EU by

February 2015 unless an application for authorisation is made before July 2013

and an authorisation granted. DIBP is still on the REACH Candidate List for

Authorisation. Environmental Science & Technology, a peer reviewed journal

published by the American Chemical Society states DEHP poses a serious risk to

human health.

In 2008 the European Union's

Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR)

reviewed the safety of DEHP in medical devices. The SCENIHR report states that

certain medical procedures used in high risk patients result in a significant

exposure to DEHP and concludes there is still a reason for having some concerns

about the exposure of prematurely born male babies to medical devices

containing DEHP. The Committee said there are some alternative plasticizers

available for which there is sufficient toxicological data to indicate a lower

hazard compared to DEHP but added that the functionality of these plasticizers

should be assessed before they can be used as an alternative for DEHP in PVC

medical devices. Risk assessment results have shown positive results regarding

the safe use of High Molecular Weight Phthalates. They have all been registered

for REACH and do not require any classification for health and environmental

effects, nor are they on the Candidate List for Authorisation. High phthalates

are not CMR (carcinogenic, mutagenic or toxic for reproduction), neither are

they considered endocrine disruptors.

In the EU Risk Assessment the

European Commission has confirmed that Di-isononyl phthalate (DINP) and

Di-isodecyl phthalate (DIDP) pose no risk to either human health or the

environment from any current use. The European Commission's findings (published

in the EU Official Journal on April 13, 2006) confirm the outcome of a risk

assessment involving more than 10 years of extensive scientific evaluation by

EU regulators. Following the recent adoption of EU legislation with the regard

to the marketing and use of DINP in toys and childcare articles, the risk

assessment conclusions clearly state that there is no need for any further

measures to regulate the use of DINP. In Europe and in some other parts of the

world, the use of DINP in toys and childcare items has been restricted as a

precautionary measure. In Europe, for example, DINP can no longer be used in

toys and childcare items that can be put in the mouth even though the EU

scientific risk assessment concluded that its use in toys does not pose a risk

to human health or the environment. The rigorous EU risk assessments, which

include a high degree of conservatism and built-in safety factors, have been

carried out under the strict supervision of the European Commission and provide

a clear scientific evaluation on which to judge whether or not a particular

substance can be safely used.

The FDA Paper titled "Safety

Assessment of Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)Released from PVC Medical

Devices" states that [3.2.1.3] Critically ill or injured patients may be

at increased risk of developing adverse health effects from DEHP, not only by

virtue of increased exposure relative to the general population, but also

because of the physiological and pharmacodynamic changes that occur in these

patients compared to healthy individuals.

 

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

ฝ่ายขาย

Thai Poly Chemicals Co., Ltd.

บริษัท ไทยโพลีเคมิคอล จำกัด

ที่อยู่36/5 ม.9  แขวง/ตำบลนาดี 

เขต/อำเภอเมืองสมุทรสาคร 

จังหวัดสมุทรสาคร รหัสไปรษณีย์74000

Tel.: 034854888, 034496284

Fax.: 034854899, 034496285

Mobile: 0824504888, 0800160016

Website :

www.thaipolychemicals.com

Email1 : thaipolychemicals@hotmail.com

Email2 : info@thaipolychemicals.com