Migrasi dan difusi plasticizer dalam produk PVC dapat menyebabkan produk menjadi menguning, mengeras, dan rapuh, yang akan mempengaruhi kinerja produk. Yang' yang lebih serius adalah bahwa jumlah terbesar phthalate esters (PAEs) plasticizer memiliki potensi risiko karsinogenik, dan mereka akan membahayakan kesehatan manusia dan mencemari lingkungan setelah dikeluarkan dari produk PVC. Oleh karena itu, mempelajari mekanisme migrasi dan metode penghambatan plasticizer dalam produk PVC sangat penting untuk menghambat terjadinya migrasi dan mengembangkan produk PVC non-migrasi.
1. Mekanisme migrasi plasticizer
Gaya antara plasticizer dan molekul PVC adalah gaya van der Waals yang lemah dan ikatan hidrogen, dan plasticizer mudah bermigrasi dan berdifusi ke luar selama pemrosesan dan penggunaan.
Ada empat cara utama migrasi dan difusi plasticizer:
Menguap dari permukaan produk PVC ke atmosfer;
Fase cair yang dihubungi oleh produk PVC diekstraksi;
Migrasi dan difusi terjadi pada bahan padat atau semi padat yang dikontakkan oleh produk PVC;
Dikeluarkan dari produk PVC di bawah tekanan.
Migrasi dan difusi plasticizer terutama melalui tiga tahap: plasticizer berdifusi ke permukaan bagian dalam, membentuk"recumbent" keadaan di permukaan bagian dalam, dan berdifusi menjauh dari permukaan produk.
Migrasi dan difusi plasticizer dapat dianggap sebagai transfer zat molekul kecil dalam polimer, yang merupakan migrasi di celah antara segmen polimer. Segmen rantai molekul polimer biasanya termasuk jenis linier, bercabang dan terkait silang, dan akan ada pengaturan dan penumpukan di antara segmen rantai. Oleh karena itu, struktur jaringan spasial internal polimer sangat kompleks, dan pada saat yang sama ada daerah kristal dan amorf. Daerah amorf sebagian besar amorf, dengan lebih banyak celah antar segmen daripada daerah kristal. Oleh karena itu, kecepatan migrasi dan difusi molekul kecil di daerah kristalin lebih rendah daripada di daerah amorf. Morfologi daerah kristal, daerah amorf, dan segmen molekul akan berubah dengan perubahan kondisi eksternal seperti suhu.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi migrasi plasticizer
Faktor utama yang mempengaruhi migrasi dan difusi plasticizer dalam produk PVC adalah suhu, karakteristik produk PVC, karakteristik molekul plasticizer, kandungan plasticizer, media, dll.
Suhu: Suhu secara signifikan dapat mempengaruhi terjadinya difusi. Semakin tinggi suhu, semakin besar energi aktivasi termal atom, dan migrasi lebih mudah akan terjadi.
Karakteristik produk PVC: terutama tercermin dalam volume bebas segmen rantai dan karakteristik pergerakan segmen rantai. Ketika volume bebas minimum yang diperlukan untuk pergerakan molekul plasticizer kurang dari volume bebas segmen polimer, molekul plasticizer dapat berdifusi melalui segmen polimer. Semakin besar volume bebas dalam PVC, semakin mudah molekul plasticizer untuk bermigrasi. Semakin tinggi derajat ketidakjenuhan rantai molekul PVC, semakin kuat mobilitas dan semakin mudah plastisizer untuk berdifusi.
Karakteristik molekul plasticizer: Berat molekul relatif plasticizer secara langsung mempengaruhi kemampuan migrasinya. Semakin besar berat molekul relatif, semakin sulit untuk berdifusi dalam produk PVC. Ketika volume molekul plasticizer sama, plasticizer dengan molekul datar atau panjang lebih mudah berdifusi daripada plasticizer dengan molekul bulat.
Kandungan plasticizer: ketika kondisi lain sama, semakin besar kandungan plasticizer, semakin mudah migrasi terjadi.
Sedang: Secara umum, plasticizer lebih mudah ditarik oleh pelarut fase minyak, tetapi lebih sulit untuk ditarik keluar oleh fase air.