Plastifikaatorite migratsioon ja difusioon PVC-toodetes võib põhjustada toodete kollasust, kõvenemist ja rabedust, mis mõjutab toodete toimivust. Veelgi tõsisem on see, et kõige suuremal hulgal ftalaadiestritel (PAE-de) plastifikaatoritel on potentsiaalsed kantserogeensed riskid ning nad ohustavad inimeste tervist ja saastavad keskkonda pärast pvc-toodetest väljaviimist. Seetõttu on PVC-toodete plastifikaatorite migratsioonimehhanismi ja inhibeerimismeetodite uurimine väga oluline migratsiooni esinemise pärssimiseks ja mittemigreeruvate PVC-toodete väljatöötamiseks.
1. Plastifikaatori migratsioonimehhanism
Plastifikaatori ja PVC molekulide vaheline jõud on nõrk van der Waalsi jõud ja vesinikside ning plastifikaatorit on töötlemise ja kasutamise ajal lihtne migreerida ja hajutada väljapoole.
Plastifikaatorite migratsiooniks ja difusiooniks on neli peamist viisi:
(1) Lenduda PVC-toodete pinnalt atmosfääri;
(2)PVC-tootega seotud vedel faas ekstraheeritakse;
(3) Migratsioon ja difusioon toimub tahkes või pooltahkes materjalis, milles PVC-toode kokku puutub;
(4)Pressitud PVC-toodetest rõhu all.
Plastifikaatori migratsioon ja difusioon läbivad peamiselt kolm etappi: plastifikaator hajub sisepinnale, moodustab sisepinnal "recumbent" oleku ja hajub toote pinnast eemale.
Plastifikaatori migratsiooni ja difusiooni võib pidada väikeste molekulaarsete ainete ülekandeks polümeeris, mis on migratsioon polümeerisegmentide vahelistes lõhedes. Polümeeri molekulaarahela segmendid hõlmavad tavaliselt lineaarseid, hargnenud ja ristseotud tüüpe ning ahelasegmentide vahel toimub paigutus ja virnastamine. Seetõttu on polümeeri sisemine ruumivõrgu struktuur äärmiselt keeruline ning samal ajal on kristallilised ja amorfsed piirkonnad. Amorfsed piirkonnad on enamasti amorfsed, segmentide vahel on rohkem lõhesid kui kristallilistes piirkondades. Seetõttu on väikeste molekulide migratsiooni ja difusiooni kiirus kristallilises piirkonnas madalam kui amorfses piirkonnas. Kristallipiirkondade, amorfsete piirkondade ja molekulaarsete segmentide morfoloogia muutub koos välistingimuste, näiteks temperatuuri muutustega.
2. Plastifikaatori migratsiooni mõjutavad tegurid
Peamised tegurid, mis mõjutavad plastifikaatorite migratsiooni ja difusiooni PVC-toodetes, on temperatuur, PVC-toote omadused, plastifikaatori molekulaarsed omadused, plastifikaatori sisaldus, sööde jne.
(1) Temperatuur: temperatuur võib oluliselt mõjutada difusiooni esinemist. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on aatomite termiline aktiveerimisenergia ja seda lihtsam migratsioon toimub.
(2)PVC-toote omadused: peegelduvad peamiselt ahelasegmendi vabas mahus ja ahelasegmendi liikumisomadustes. Kui plastifikaatori molekulide liikumiseks vajalik minimaalne vaba maht on väiksem kui polümeerisegmendi vaba maht, võivad plastifikaatori molekulid polümeerisegmendi kaudu hajuda. Mida suurem on PVC vaba maht, seda lihtsam on plastifikaatori molekulidel migreeruda. Mida kõrgem on PVC molekulaarahela küllastumata aste, seda tugevam on liikuvus ja seda lihtsam on plastifikaatorit hajutada.
(3)Plastifikaatori molekulaarsed omadused: Plastifikaatori suhteline molekulmass mõjutab otseselt selle migratsioonivõimet. Mida suurem on suhteline molekulmass, seda raskem on PVC-toodetes hajutada. Kui plastifikaatori molekulaarne maht on sama, on lamedate või pikkade molekulidega plastifikaatorit lihtsam hajutada kui kerakujuliste molekulidega plastifikaatorit.
(4)Plastifikaatori sisaldus: kui muud tingimused on samad, siis mida suurem on plastifikaatori sisaldus, seda lihtsam on migratsioon.
(5)Keskmine: Üldiselt on plastifikaatorit kergem õlifaasi lahustiga välja tõmmata, kuid veefaasis on seda raskem välja tõmmata.