Àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin nínú iṣẹ́ PVC àti ìlànà wọn

Polyvinyl chloride (PVC) ni a ṣe ayẹyẹ rẹ̀ fún ìlòpọ̀ rẹ̀, bí ó ṣe ń náwó tó, àti bí ó ṣe lè yí padà sí àìmọye ọjà—láti àwọn ohun èlò ìkọ́lé sí àwọn ohun èlò ìṣègùn àti àwọn ọjà oníbàárà. Síbẹ̀, ohun èlò yìí tí a ń lò ní gbogbogbòò ní ìṣòro pàtàkì: àìdúróṣinṣin ooru. Nígbà tí a bá fara hàn sí iwọ̀n otútù gíga (160–200°C) tí a nílò fún ìtújáde, ìṣẹ̀dá abẹ́rẹ́, tàbí ìdènà, PVC máa ń ṣe ìpalára dehydrochlorination. Ìhùwàsí yìí máa ń tú hydrochloric acid (HCl) sílẹ̀, ohun èlò tí ó ń fa ìyípadà ẹ̀wọ̀n ara ẹni, tí ó ń yọrí sí ìbàjẹ́ ohun èlò tí a fi àwọ̀ rẹ̀ hàn, ìbàjẹ́, àti pípadánù agbára ẹ̀rọ. Láti dín ìṣòro yìí kù kí a sì ṣí agbára gbogbo PVC sílẹ̀, àwọn ohun èlò tí ń mú ooru dúró jẹ́ àwọn àfikún tí a kò lè dúnàádúrà. Láàrín àwọn wọ̀nyí, àwọn ohun èlò tí ń mú ọṣẹ dúró gẹ́gẹ́ bí ojútùú pàtàkì, tí a mọrírì fún ìṣedéédé wọn, ìbáramu wọn, àti ìlò wọn gbòòrò. Nínú ìwé ìròyìn yìí, a ó ṣe àyẹ̀wò ipa àti ìlànà ti àwọn ohun èlò tí ń mú ọṣẹ dúró lórí iṣẹ́ PVC, a ó tan ìmọ́lẹ̀ sórí àwọn àpẹẹrẹ pàtàkì bíi àwọn ohun èlò tí ń mú ọṣẹ dúró lórí Zinc, a ó sì ṣe àwárí àwọn ohun èlò wọn ní gbogbo ayé.

Lákọ̀ọ́kọ́, ẹ jẹ́ ká ṣàlàyé ohun tó ń ṣẹlẹ̀Àwọn ohun èlò ìdúró ọṣẹ irinni. Ní àárín wọn, àwọn ohun ìdúróṣinṣin wọ̀nyí jẹ́ àwọn ohun ìṣọ̀kan irin oníná tí a ṣe nípasẹ̀ ìṣesí àwọn fatty acids (bíi stearic, lauric, tàbí oleic acid) pẹ̀lú àwọn oxides irin tàbí hydroxides. Àwọn "ọṣẹ" tí ó yọrí sí ní cation oníná kan—nígbà gbogbo láti inú àwọn ẹgbẹ́ 2 (àwọn irin oníná alkaline bíi calcium, barium, tàbí magnesium) tàbí 12 (zinc, cadmium) ti àtẹ ìpele-ìgbà—tí a so mọ́ anion oníná fatty acid onígbà gígùn. Ìṣètò kẹ́míkà aláìlẹ́gbẹ́ yìí ni ó mú kí ipa méjì wọn nínú ìdúróṣinṣin PVC: yíyọ HCl kúrò àti yíyọ àwọn átọ̀mù chlorine oníná nínú ẹ̀wọ̀n polymer PVC. Láìdàbí àwọn ohun ìdúróṣinṣin aláìlágbára, àwọn ohun ìdúróṣinṣin ọṣẹ oníná jẹ́ lipophilic, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé wọ́n ń para pọ̀ láìsí ìṣòro pẹ̀lú PVC àti àwọn afikún organic mìíràn (bíi plasticizers), tí ó ń rí i dájú pé iṣẹ́ wọn dọ́gba ní gbogbo ohun èlò náà. Ìbámu wọn pẹ̀lú àwọn agbekalẹ PVC líle àti tí ó rọrùn tún mú kí ipò wọn túbọ̀ lágbára gẹ́gẹ́ bí àṣàyàn tí àwọn olùṣe.

Ọ̀nà tí àwọn olùdúróṣinṣin ọṣẹ irin ṣe ń ṣiṣẹ́ jẹ́ ìlànà onípele-ọ̀pọ̀lọpọ̀ tí ó dojúkọ àwọn ohun tó ń fa ìbàjẹ́ PVC. Láti lóye rẹ̀, a gbọ́dọ̀ kọ́kọ́ ṣàtúnyẹ̀wò ìdí tí PVC fi ń bàjẹ́ ní ooru. Ẹ̀wọ̀n mọ́lẹ́kì PVC ní "àbùkù"—àwọn átọ̀mù chlorine labile tí a so mọ́ àwọn átọ̀mù carbon tertiary tàbí tí ó wà ní ẹ̀gbẹ́ àwọn ìdè méjì. Àwọn àbùkù wọ̀nyí ni ibi tí a ti ń bẹ̀rẹ̀ sí í yọ HCl kúrò nígbà tí a bá gbóná rẹ̀. Bí a ṣe ń tú HCl jáde, ó ń mú kí àwọn mọ́lẹ́kì HCl púpọ̀ sí i kúrò, ó ń ṣe àwọn ìdè méjì tí a so pọ̀ mọ́ ẹ̀wọ̀n polymer. Àwọn ìdè méjì wọ̀nyí ń fa ìmọ́lẹ̀, èyí sì ń mú kí ohun èlò náà yípadà sí ofeefee, osàn, tàbí dúdú pàápàá, nígbà tí ìṣètò ẹ̀wọ̀n tí ó bàjẹ́ dín agbára ìfàyà àti ìrọ̀rùn kù.

 

 

Àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin máa ń dá sí iṣẹ́ yìí ní ọ̀nà méjì pàtàkì. Àkọ́kọ́, wọ́n máa ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìdọ̀tí HCl (tí a tún ń pè ní àwọn ohun èlò ìdọ̀tí acid). Ìwọ̀n cation nínú ọṣẹ náà máa ń bá HCl ṣiṣẹ́ láti ṣẹ̀dá irin chloride tó dúró ṣinṣin àti fatty acid. Fún àpẹẹrẹ, nínú àwọn ètò PVC ti Zinc stearate, zinc stearate máa ń bá HCl ṣiṣẹ́ láti ṣe zinc chloride àti stearic acid. Nípa yíyọ HCl kúrò, ohun èlò ìdúróṣinṣin náà máa ń dá ìṣesí ẹ̀wọ̀n autocatalytic dúró, èyí á sì tún máa ń dènà ìbàjẹ́ sí i. Èkejì, ọ̀pọ̀ àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin—pàápàá jùlọ àwọn tó ní zinc tàbí cadmium—ló ń fara da ìṣesí ìyípadà, wọ́n á sì fi anion fatty acid rọ́pò àwọn átọ̀mù labile chlorine nínú ẹ̀wọ̀n PVC. Èyí máa ń ṣe ìsopọ̀ ester tó dúró ṣinṣin, èyí á sì mú àbùkù tó ń bẹ̀rẹ̀ ìbàjẹ́ kúrò, tó sì ń pa ìdúróṣinṣin ìṣètò polima mọ́. Ìṣe méjì yìí—pípa ásíìdì run àti ìdè àbùkù—mú kí àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin ṣiṣẹ́ dáadáa ní dídínà ìyípadà àwọ̀ àkọ́kọ́ àti mímú ìdúróṣinṣin ooru ìgbà pípẹ́.

Ó ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé kò sí ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin kan ṣoṣo tó pé fún gbogbo ohun èlò. Dípò bẹ́ẹ̀, àwọn olùṣelọpọ sábà máa ń lo àwọn àdàpọ̀ ọṣẹ irin tó yàtọ̀ síra láti mú kí iṣẹ́ wọn sunwọ̀n sí i. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ọṣẹ tó jẹ́ ti zinc (bíiSilikasi sitẹri) ó tayọ ní ìdúró àwọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀, ó ń ṣe ìfèsìpadà sí àwọn átọ̀mù chlorine labile cap àti dídínà yíyọ́. Síbẹ̀síbẹ̀, zinc chloride—àbájáde iṣẹ́ wọn láti inú ìfọ́mọ́ acid—jẹ́ Lewis acid díẹ̀ tí ó lè mú ìbàjẹ́ wá ní àwọn iwọ̀n otútù gíga tàbí àkókò ìṣiṣẹ́ gígùn (ohun kan tí a mọ̀ sí "ìjóná zinc"). Láti kojú èyí, a sábà máa ń da àwọn ọṣẹ zinc pọ̀ mọ́ calcium tàbí barium. Àwọn ọṣẹ calcium àti barium kò ṣiṣẹ́ dáadáa ní ìdúró àwọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀ ṣùgbọ́n wọ́n jẹ́ àwọn ohun tí ń yọ zinc chloride àti àwọn ohun mìíràn tí ó jẹ́ acid kù. Àdàpọ̀ yìí ṣẹ̀dá ètò tí ó wà ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì: zinc ń rí i dájú pé àwọ̀ àkọ́kọ́ rẹ̀ mọ́lẹ̀, nígbà tí calcium/barium ń fúnni ní ìdúró ṣinṣin ooru fún ìgbà pípẹ́. Fún àpẹẹrẹ, àwọn àgbékalẹ̀ PVC ti zinc stearate sábà máa ń ní calcium stearate láti dín iná zinc kù kí ó sì fa window ìṣiṣẹ́ ohun èlò náà gùn sí i.

Láti lóye onírúurú àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin àti àwọn ohun èlò wọn dáadáa, ẹ jẹ́ kí a ṣàyẹ̀wò àwọn irú ohun tí a sábà máa ń lò, àwọn ànímọ́ wọn, àti àwọn lílò tí a sábà máa ń lò nínú iṣẹ́ ṣíṣe PVC. Táblì tí ó wà ní ìsàlẹ̀ yìí ṣàlàyé àwọn àpẹẹrẹ pàtàkì, títí kan Zinc stearate, àti ipa wọn nínú PVC líle àti rírọ̀:

 

 

Gẹ́gẹ́ bí tábìlì náà ṣe fi hàn, àwọn ohun èlò PVC tí a fi zinc stearate ṣe gbòòrò sí àwọn àgbékalẹ̀ líle àti rírọ̀, nítorí pé ó lè yípadà àti pé ó lè ṣiṣẹ́ dáadáa ní ìbẹ̀rẹ̀. Fún àpẹẹrẹ, nínú fíìmù PVC tí ó rọrùn fún ìṣàkójọ oúnjẹ, a máa ń da Zinc stearate pọ̀ mọ́ calcium stearate láti rí i dájú pé fíìmù náà mọ́ kedere àti pé ó dúró ṣinṣin nígbà tí a bá ń yọ ọ́ jáde, nígbà tí ó bá ń tẹ̀lé àwọn ìlànà ààbò oúnjẹ. Nínú àwọn àwòrán window PVC tí ó le koko, Zinc stearate ń ran lọ́wọ́ láti pa àwọ̀ funfun tí ó mọ́lẹ̀ mọ́, kódà nígbà tí a bá ń ṣe é ní iwọ̀n otútù gíga, ó sì ń ṣiṣẹ́ pẹ̀lú barium stearate láti dáàbò bo ara rẹ̀ lọ́wọ́ ìgbóná ara ìgbà pípẹ́.

 

 

Ẹ jẹ́ ká wádìí jinlẹ̀ sí àwọn àpẹẹrẹ ìlò pàtó láti ṣàfihàn bí àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin, títí kan sisítéètì Zinc, ṣe ń ṣiṣẹ́ nínú àwọn ọjà PVC gidi. Bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú sísítéètì líle: àwọn páìpù àti àwọn ohun èlò wà lára ​​àwọn ọjà PVC líle tí ó wọ́pọ̀ jùlọ, wọ́n sì nílò àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin tí ó lè fara da àwọn iwọ̀n otútù gíga tí ó sì ń pèsè ìdúróṣinṣin fún ìgbà pípẹ́ ní àwọn àyíká líle (fún àpẹẹrẹ, lábẹ́ ilẹ̀, ìfarahàn sí omi). Ètò ìdúróṣinṣin tí ó wọ́pọ̀ fún àwọn páìpù PVC ní àdàpọ̀ calcium stearate (olùtọ́jú acid àkọ́kọ́), sísítéètì Zinc (ìdúróṣinṣin àwọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀), àti sísítéètì barium (ìdúróṣinṣin ooru ìgbà pípẹ́). Ìdàpọ̀ yìí ń rí i dájú pé àwọn páìpù náà kò yí àwọ̀ padà nígbà ìtújáde, ó ń pa ìdúróṣinṣin ìṣètò wọn mọ́ lábẹ́ ìfúnpá, ó sì ń dènà ìbàjẹ́ láti inú ọrinrin ilẹ̀ àti ìyípadà iwọ̀n otútù. Láìsí ètò ìdúróṣinṣin yìí, àwọn páìpù PVC yóò di èyí tí ó bàjẹ́ tí ó sì wó lulẹ̀ nígbà tí ó bá yá, tí kò bá àwọn ìlànà ilé-iṣẹ́ mu fún ààbò àti gígùn.

Àwọn ohun èlò PVC tó rọrùn, tí wọ́n gbára lé àwọn ohun èlò plasticizer láti lè rọ́, ń gbé àwọn ìpèníjà àrà ọ̀tọ̀ kalẹ̀ fún àwọn ohun èlò tó ń mú kí ara dúró—wọ́n gbọ́dọ̀ bá àwọn ohun èlò plasticizer mu kí wọ́n má sì ṣí lọ sí ojú ọjà náà. Zinc stearate tayọ̀ níbí, nítorí pé ẹ̀wọ̀n fatty acid rẹ̀ bá àwọn ohun èlò plasticizer tó wọ́pọ̀ mu bíi dioctyl phthalate (DOP) àti diisononyl phthalate (DINP). Fún àpẹẹrẹ, nínú ìdábòbò okùn PVC tó rọrùn, àdàpọ̀ Zinc stearate àti calcium stearate ń rí i dájú pé ìdábòbò náà dúró ṣinṣin, ó ń dènà ìbàjẹ́ ooru nígbà tí a bá ń yọ ọ́ jáde, ó sì ń ṣe àtúnṣe àwọn ohun èlò ìdábòbò iná mànàmáná lórí àkókò. Èyí ṣe pàtàkì fún àwọn okùn tí a lò ní àwọn ilé iṣẹ́ tàbí àwọn ilé, níbi tí ìwọ̀n otútù gíga (láti inú iná mànàmáná tàbí àyíká) lè ba PVC jẹ́, èyí tó lè yọrí sí ewu iná. Ohun èlò PVC tó rọrùn mìíràn ni ilẹ̀—ilẹ̀ vinyl gbára lé àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin irin láti máa tọ́jú àwọ̀ rẹ̀, ìrọ̀rùn rẹ̀, àti ìdènà sí ìfọ́ àti yíyà. Zinc stearate, ní pàtàkì, ń ṣe ìrànlọ́wọ́ láti dènà yíyọ́ òdòdó ilẹ̀ tó ní àwọ̀ ìmọ́lẹ̀, ó sì ń rí i dájú pé ó ń pa ẹwà rẹ̀ mọ́ fún ọ̀pọ̀ ọdún.

Ẹ̀ka mìíràn tí àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin irin (Metal Soap Stabilizers) ń kó ipa pàtàkì, pẹ̀lú àwọn ohun tí a nílò fún àìsí ìpalára àti ìbáramu ẹ̀dá. Níbí, àwọn ètò ìdúróṣinṣin sábà máa ń da lórí ọṣẹ calcium àti zinc (pẹ̀lú Zinc stearate) nítorí ìpalára wọn tí ó kéré, wọ́n ń rọ́pò àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin àtijọ́ bí lead tàbí cadmium. Pọ́ọ̀bù PVC ìṣègùn (tí a lò nínú àwọn ìlà IV, àwọn catheters, àti àwọn ohun èlò ìṣàn ẹ̀jẹ̀) nílò àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin tí kò wọ inú omi ara àti tí ó lè fara da ìpara ìgbóná. Zinc stearate, tí a dapọ̀ mọ́ magnesium stearate, ń pèsè ìdúróṣinṣin ooru tí ó yẹ nígbà ṣíṣe àti ìpara ìgbóná, nígbà tí ó ń rí i dájú pé ọ̀pá náà dúró ṣinṣin tí ó sì mọ́ kedere. Ìdàpọ̀ yìí bá àwọn ìlànà líle ti àwọn àjọ ìṣàkóṣo bíi FDA àti EU's REACH mu, èyí tí ó mú kí ó jẹ́ àṣàyàn tí ó dájú fún àwọn ohun èlò ìṣègùn.

Nígbà tí a bá ń yan ètò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin fún ṣíṣe PVC, àwọn olùpèsè gbọ́dọ̀ gbé àwọn kókó pàtàkì kan yẹ̀wò. Àkọ́kọ́, irú PVC (tí ó le koko tàbí tí ó rọ) ló ń pinnu ìbáramu olùdúróṣinṣin pẹ̀lú àwọn olùṣiṣẹ́ plasticizers—àwọn ìgbékalẹ̀ tí ó le koko nílò àwọn olùdúróṣinṣin bíi Zinc stearate tí ó dara pọ̀ mọ́ àwọn olùṣiṣẹ́ plasticizers, nígbà tí àwọn ìgbékalẹ̀ líle lè lo oríṣiríṣi ọṣẹ irin. Èkejì, àwọn ipò ìṣiṣẹ́ (iwọ̀n otútù, àkókò gbígbé) ní ipa lórí iṣẹ́ olùdúróṣinṣin: àwọn ìlànà ìgbóná gíga (fún àpẹẹrẹ, ìtújáde àwọn páìpù oníhò gíga) nílò àwọn olùdúróṣinṣin pẹ̀lú ìdúróṣinṣin ooru ìgbà pípẹ́ tí ó lágbára, bíi àwọn àdàpọ̀ barium stearate. Ẹ̀kẹta, àwọn ohun tí a nílò láti ṣe ní ìparí ọjà (àwọ̀, majele, ìdènà ojú ọjọ́) ṣe pàtàkì—oúnjẹ tàbí àwọn ohun èlò ìṣègùn nílò àwọn olùdúróṣinṣin tí kò léwu (àdàpọ̀ calcium/zinc), nígbà tí àwọn ohun èlò ìta nílò àwọn olùdúróṣinṣin tí ó tako ìbàjẹ́ UV (tí a sábà máa ń dapọ̀ mọ́ àwọn olùfà UV). Níkẹyìn, iye owó jẹ́ ohun tí a gbé yẹ̀wò: calcium stearate ni àṣàyàn tí ó rọ̀ jù, nígbà tí àwọn ọṣẹ zinc àti barium jẹ́ owó díẹ̀ ṣùgbọ́n wọ́n ń ṣe iṣẹ́ tí ó ga jùlọ ní àwọn agbègbè pàtó kan.

Ní wíwo ọjọ́ iwájú, ọjọ́ iwájú àwọn olùdúróṣinṣin ọṣẹ irin nínú iṣẹ́ ṣíṣe PVC ni a ń ṣe nípasẹ̀ àwọn àṣà pàtàkì méjì: ìdúróṣinṣin àti ìfúnpá ìlànà. Àwọn ìjọba kárí ayé ń gbógun ti àwọn olùdúróṣinṣin olóró (bíi lead àti cadmium), èyí tí ó ń mú kí ìbéèrè fún àwọn àfikún tí kò léwu bíi àdàpọ̀ calcium-zinc, títí kan àwọn àdàpọ̀ PVC Zinc stearate. Ní àfikún, ìgbìyànjú fún àwọn plastics tí ó lè pẹ́ sí i ń mú kí àwọn olùpèsè ṣe àgbékalẹ̀ àwọn olùdúróṣinṣin ọṣẹ irin tí ó dá lórí bio-based Soap Stabilizers—fún àpẹẹrẹ, stearic acid tí a rí láti orísun tí ó lè yípadà bíi epo ọ̀pẹ tàbí epo soybean—tí ó ń dín agbára carbon ti iṣẹ́ ṣíṣe PVC kù. Àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ olùdúróṣinṣin tún dojúkọ sí mímú iṣẹ́ sunwọ̀n síi: àwọn àdàpọ̀ ọṣẹ irin tuntun pẹ̀lú àwọn olùdúróṣinṣin co-stabilizers (bíi epoxy compounds tàbí phosphites) ń mú ìdúróṣinṣin ooru pọ̀ sí i, wọ́n ń dín ìṣíkiri nínú PVC tí ó rọrùn kù, wọ́n sì ń mú kí iṣẹ́ àwọn ọjà ìkẹyìn pẹ́ sí i.

Àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin ṣe pàtàkì fún ṣíṣe PVC, wọ́n ń kojú àìdúróṣinṣin ooru tí ó wà nínú polima nípasẹ̀ ipa méjì wọn gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìfọ́ HCl àti àwọn ohun èlò ìdènà àbùkù. Ìyípadà wọn—láti àwọn páìpù PVC líle sí ìdábòbò okùn onírọ̀rùn àti ọpọn ìṣègùn—jẹ́yọ láti ìbáramu wọn pẹ̀lú PVC àti àwọn afikún mìíràn, àti agbára láti ṣe àtúnṣe àwọn àdàpọ̀ fún àwọn ohun èlò pàtó kan. Sínkì stearate, ní pàtàkì, dúró gẹ́gẹ́ bí olùdarí pàtàkì nínú àwọn ètò wọ̀nyí, ó ń fúnni ní ìdúróṣinṣin àwọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀ àti ìbáramu pẹ̀lú àwọn àdàpọ̀ líle àti rírọ̀. Bí ilé iṣẹ́ PVC ṣe ń tẹ̀síwájú láti ṣe àgbékalẹ̀ ìdúróṣinṣin àti ààbò, Àwọn ohun èlò ìdúróṣinṣin ọṣẹ irin (ní pàtàkì àwọn àdàpọ̀ calcium-zinc tí kò léwu) yóò wà ní iwájú, èyí tí ó ń jẹ́ kí iṣẹ́ àwọn ọjà PVC tí ó dára, tí ó sì lè pẹ́ tó bá àwọn ilé iṣẹ́ àti ìlànà òde òní mu. Lílóye ìlànà ìṣe wọn àti àwọn ohun èlò pàtó ṣe pàtàkì fún àwọn olùṣe tí wọ́n ń wá láti ṣí agbára gbogbo PVC sílẹ̀ nígbà tí wọ́n ń rí i dájú pé iṣẹ́ àti ìbámu ọjà náà wáyé.