Разработка экологически безопасных поливинилхлоридных композиций

Введение. Поливинилхлорид (ПВХ) относится к наиболее важным в экономике полимерам. Благодаря своей универсальности этот материал сейчас встречается в самых разных продуктах, используемых в повседневной жизни. Широкий спектр физико-механических свойств ему придает использование добавок, основными из которых являются пластификаторы. Наиболее распространенными по объему потребления являются эфиры ортофталевой кислоты, в частности, дибутилфталат (ДБФ), диоктилфталат (ДОФ), диизононилфталат (ДИНФ), диизодецилфталат (ДИДФ). Фталаты хорошо совмещаются с полимерами, придают им высокие физико-механические свойства, поэтому пластикаты на их основе широко применяются в строительном секторе, технике, а также в сельском хозяйстве и в быту. Многочисленными исследованиями изделий, изготовленных из пластифицированного ПВХ, проведенными в разных странах, установлено неблагоприятное воздействие ДОФ на здоровье человека, что повлекло за собой ограничение областей его применения. Устанавливаемые законодательством запреты и растущее давление со стороны потребителей вынуждают производителей ПВХ-пластикатов искать экологически безопасную замену ДОФ. Методы и материалы. В работе исследована возможность создания более экологичных ПВХ-пластикатов с использованием смеси пластификаторов: промышленных диоктилфталата и диизононилфталата и разработанного нами дибутоксиэтилфталата (ДБОЭФ). Выбор данных пластификаторов основан на том, что ДИНФ и ДБОЭФ, в отличие от диоктилфталата, относятся к 3-му классу опасности. Результаты и обсуждение. В ходе корреляционно-регрессионного анализа получена тесная функциональная взаимосвязь между применяемыми добавками и характеристиками ПВХ, что подтверждено рассчитанным коэффициентом детерминации. Методом нелинейного программирования, примененного к построенным полиномиальным зависимостям третьего порядка, установлено, что в базовой рецептуре ПВХ-композиции перспективно заменять до 25 масс.ч. ДОФ на пластификатор ДИНФ. Совместное использование промышленных пластификаторов ДОФ и ДИНФ, а также разработанного ДБОЭФ в рецептуре ПВХ-композиций свидетельствует об увеличении пластичности и технологичности. Вероятно, это можно объяснить синергическим влиянием исследуемых пластификаторов. Исследована зависимость свойств и содержания пластификаторов ДБОЭФ и ДИНФ в виде поверхности второго порядка на основе полученных экспериментальных данных, изучены линии уровня построенной функции двух переменных, в результате чего установлено, что наибольший эффект достигается при дозировке: ДОФ - 25 масс.ч., ДИНФ - 5 масс.ч. и ДБОЭФ - 20 масс.ч. на 100 масс.ч. ПВХ. Заключение. Полученные результаты исследований показывают, что предложенная рецептура ПВХ-композиции позволяет снизить токсичность используемых пластификаторов на 50 % и улучшить физико-механические и технологические характеристики компаундов.