Plastisolurile sunt dispersii de particule din clase speciale de polimeri într-un plastifiant lichid .
Este cunoscut un număr semnificativ de plastisoluri diferite, cu toate acestea, numai plastisolurile pe bază de clorură de polivinil (plastisoluri PVC) au găsit acum o utilizare industrială largă . În condiții normale, plastisolurile sunt stabile și sunt o masă lichidă sau pastoasă, iar atunci când este încălzit, plastisolul se „gelatinizează” - se transformă rapid într-un compus plastic monolitic cu proprietăți fizice și mecanice bune, rezistență electrică și rezistență chimică ridicată.
Pentru obtinerea plastisolurilor se foloseste PVC obtinut prin polimerizare in microsuspensie sau emulsie . În cursul unor astfel de procese, se formează particule neporoase de dimensiuni mici (1–2 μm), în timp ce în procesele în suspensie și în vrac se formează granule de sute de ori mai mari. Datorită dimensiunii mici a particulelor la temperatura camerei, difuzia plastifiantului în PVC este atât de lentă încât, din punct de vedere practic, nu are loc deloc. Utilizarea rășinii cu particule relativ mari crește tendința de sedimentare și poate reduce proprietățile mecanice, transparența, luciul, viteza de gelatinizare a plastizolului.
Pentru prepararea plastisolurilor, sunt adecvați plastifianții primari de uz general și plastifianții secundari, care sunt utilizați și în alte compoziții pe bază de clorură de polivinil . Plastifianții de uz general (OH) cum ar fi ftalatul de dioctil (DOP) asigură o viscozitate și o manipulare acceptabile a plastizolului pe întregul interval de concentrație . Plastifianții secundari au compatibilitate limitată cu PVC , ceea ce le permite să fie utilizați împreună cu plastifianții primari ca parte a unui sistem de plastificare, dar emană atunci când sunt utilizați individual. Prin urmare, în practică, amestecurile de plastifianți primari și secundari sunt mai des utilizate .
Pentru stabilizarea termică a plastisolurilor, se folosesc de obicei aceiași stabilizatori ca și pentru alte materiale pe bază de clorură de polivinil . Se preferă stabilizatorii lichizi, care, spre deosebire de cei sub formă de pulbere, nu măresc vâscozitatea plastisolurilor.
Filler în cazul general - orice substanță solidă, lichidă sau gazoasă ieftină care ocupă o parte din volum și reduce costul produsului. În producția de plastisoluri, solidele zdrobite sunt folosite ca umpluturi. Cele mai utilizate materiale de umplutură sunt microsferele de sticlă, o varietate de carbonat de calciu obținut din marmură sau calcar . Umpluturi funcționale sunt adăugate pentru a îmbunătăți proprietățile speciale, de exemplu, pentru a crește rezistența electrică volumetrică a produsului, pentru a crește rezistența de curgere a plastisolurilor sau pentru a reduce greutatea specifică . În plus, materialele de umplutură pot servi la modificarea vâscozității plastizolului, de exemplu, oxidul de siliciu coloidal sau adaosurile mici de bentonite cresc semnificativ vâscozitatea plastizolului. În schimb, carbonații de calciu și bariu nu au aproape niciun efect asupra vâscozității, chiar și la niveluri ridicate. Adesea, suspensia de clorură de polivinil este utilizată ca umplutură pentru a reduce vâscozitatea.
De asemenea, în producția de plastisoluri se folosesc pigmenți , retardanți de flacără , agenți antistatici și alți aditivi, care sunt utilizați și în alte compoziții pe bază de clorură de polivinil.
În unele cazuri, în plastisoluri sunt introduse substanțe care modifică proprietățile tehnologice, astfel încât oxidul de calciu sau magneziu absoarbe umezeala. Fluidele siliconice reduc tensiunea superficială a plastizolului. Acrilati de oligoeter, eteri dialilici cu inițiatori și alții sunt utilizați pentru a conferi plastizolului aderență la metal sau sticlă.
La temperaturi obișnuite, particulele de PVC practic nu se umflă în plastifianți , ceea ce face ca plastisolurile să fie stabile. Odată cu creșterea temperaturii, procesul de umflare se accelerează, plastifiantul pătrunde încet în particulele de polimer, care cresc în dimensiune. Aglomeratele se dezintegrează în particule primare. Pe măsură ce temperatura crește la 80–100 °C, vâscozitatea plastizolului crește puternic, plastifiantul liber dispare și granulele de polimer umflate intră în contact. În această etapă, numită pregelatinizare, materialul arată complet omogen, dar produsele realizate din acesta nu au suficiente caracteristici fizice și mecanice. Gelatinizarea se finalizează numai atunci când plastifiantul este distribuit uniform în clorură de polivinil, iar plastizolul se transformă într-un corp omogen. În acest caz, suprafața particulelor de polimer primar umflate fuzionează și se formează clorură de polivinil plastifiată. Gelatinizarea se caracterizează prin temperatura la care se termină procesul. Produsele din plastisol, supuse încălzirii la această temperatură, au caracteristici fizice și mecanice maxime [1] .
În sine, plastisolul este un produs intermediar care este utilizat în producția unei liste uriașe de bunuri tehnice, de uz casnic și cu destinații speciale. Datorită faptului că plastisolurile au o fluiditate relativ mare la solicitări de forfecare mari și temperaturi scăzute, este ușor să se fabrice produse de formă relativ complexă din acestea. În același timp, plastisolurile se caracterizează printr-o vâscozitate foarte mare sau chiar necurgere completă la solicitări de forfecare reduse, datorită cărora produsele fabricate nu își pierd forma până când plastizolul nu se întărește. Prelucrarea plastisolului include produse de turnare la temperatura camerei și gelatinizare la 120–200 °C, drept urmare plastizolul se întărește în întregul său volum fără a încălca omogenitatea sistemului. Metoda de turnare depinde de forma și scopul produsului. Plastisolurile sunt prelucrate prin următoarele metode: scufundare, turnare, turnare rotațională, extrudare , pulverizare, serigrafie și împrăștiere.
Scufundarea înseamnă că modelele sau produsele sunt scufundate într-un recipient cu plastisol, apoi îndepărtate și încălzite la 170-180 ° C. Uneori, corpul scufundat este preîncălzit la 100–180 °C, caz în care se poate obține un produs cu o grosime de 0,5–3 mm într-o singură scufundare. Această metodă prelucrează plastisolurile de vâscozitate scăzută sau medie, care încep să curgă la solicitări de forfecare suficient de mari. De asemenea, trebuie să aibă o viabilitate suficient de mare, deoarece timpul de rezidență al plastizolului în baie poate fi lung. Prin scufundare se obțin mănuși, mănuși, pipete, bucșe, garnituri, etc. Pe piesele de schimb ale mașinilor și sculelor se aplică prin această metodă acoperiri anticorozive, ușor de îndepărtat. Produsele metalice sunt acoperite cu plastisol care conține un adeziv. Acoperirile cu plastisol împiedică fragmentele să zboare atunci când sticlele de aerosoli de sticlă explodează.
Există două moduri de a procesa plastisolurile prin turnare în matrițe: turnarea în forme deschise și turnarea cu turnare („dipping invers”). Această metodă prelucrează plastisolurile cu vâscozitate scăzută sau medie. Formele pentru turnare sunt ștanțate din aluminiu sau obținute prin galvanizare din straturi de argint, nichel și cupru. Turnarea în forme deschise se efectuează pe un transportor, a cărui bandă trece mai întâi prin mașina de turnat, apoi prin cuptor și secțiunea de răcire. Metoda este potrivită pentru producerea de produse monolitice. Uneori se folosesc matrițe închise, în care plastizolul este injectat sub presiune printr-un orificiu îngust. Când se toarnă cu turnare, plastizolul este plasat într-o matriță preîncălzită la 80–100 °C, unde se păstrează o perioadă de timp, suficient pentru ca stratul din apropierea peretelui materialului să formeze o peliculă. După aceea, excesul de plastizol lichid este drenat, iar forma cu filmul aderat este plasată într-un cuptor de gelatinizare. Produsul finit după răcire parțială este ușor îndepărtat din matriță. Metoda este utilizată pentru fabricarea recipientelor, cizmelor și a altor produse goale.
Turnarea prin rotație produce, de asemenea, produse goale, cum ar fi containere, manechine, păpuși, mingi, flotoare și altele. Pentru a face acest lucru, o porțiune dozată de plastisol este încărcată într-o matriță metalică, care este sigilată ermetic și rotită în trei planuri reciproc perpendiculare, în timp ce este încălzită într-un cuptor. După ce gelatinizarea plastizolului este finalizată, matrița este transferată într-o cameră de răcire pentru a răci materialul. Apoi matrița este oprită, deschisă și produsul finit este îndepărtat.
Prin extrudarea plastisolului se obțin în principal izolații pentru fire și profile elastice. Pentru prelucrarea plastizolului prin această metodă se folosesc extrudere speciale cu șurub alungit echipat cu tăieturi fine. Temperatura cilindrului extruderului trebuie să fie în jur de 150°C, iar temperatura la ieșirea din matriță ar trebui să fie în jur de 180°C. Scurgerea spontană a plastisolului din aparat este prevenită printr-o plasă instalată în fața piesei bucale.
Pulverizarea se realizează folosind pompe pneumatice printr-un pistol de pulverizare fără aer. Pulverizarea este utilizată pentru a aplica acoperiri care protejează partea inferioară a unei mașini de coroziune și abraziune, precum și pentru a izola zgomotul. Pe același echipament, este posibil să se injecteze plastizol printr-un pistol sub formă de garou pe suduri pentru a le etanșa. De asemenea, plastizolul este pulverizat într-un câmp electric constant de înaltă tensiune. Cu o astfel de pulverizare, particulele de plastizol intră în zona electrodului corona negativ , capătă o sarcină și, sub acțiunea forțelor câmpului electric, sunt depuse pe un electrod încărcat opus, al cărui rol este jucat de produsul acoperit. Cu această metodă de pulverizare, pierderea de material pentru dispersie în aer este redusă semnificativ.
Întinderea este folosită pentru a face piele artificială, tapet de vinil, copertine etc. Esența metodei este de a întinde materialul pe o bandă de țesătură în mișcare cu un cuțit sau o rolă de împrăștiere.