المبيدات البلاستيكية:

المبيدات البلاستيكية هي إضافات تعمل على تحسين مرونة وقابلية المعالجة للبلاستيك، وتجعلها جاهزة لاستخدامات متنوعة. من بين تشكيلة واسعة من المبيدات البلاستيكية، يتم استخدام دي إكتيل فثالات (DOP) كمبيد بلاستيكي شائع.

مبيد بلاستيكي DOP:

إحدى الوظائف الرئيسية للمادة DOP في منتجات البولي فينيل كلورايد (PVC) هي تحقيق المرونة والنعومة. لتحقيق هذه الخاصية، يتطلب الأمر استخدام مستوى استهلاك مناسب (أكثر من 5 P.h.r). يخلق DOP في اتصاله بسلاسل البوليمر، مساحات أو شقوق بينها. تساعد هذه الشقوق على تقليل القوى بين الجزيئات في السلاسل البوليمرية وتجعل حركتها أكثر سهولة وتحصل على مرونة أكبر.

ومع ذلك، في حال كان معدل استهلاك DOP بشكل ملحوظ أقل من 5 P.h.r على سبيل المثال: في النطاق من 1 إلى 2.5 P.h.r، قد يكون من الممكن عدم وجود كمية كافية من المبيد البلاستيكي لفصل سلاسل البوليمر. في هذه الحالة، يؤدي هذا العدم التفرق إلى تقييد حركة السلاسل البوليمرية وتكوين قوى بين الجزيئات أكثر، مما يجعل المواد أكثر صلابة. وبالتالي، التوازن المناسب في معدل استهلاك مبيد البلاستيك DOP للحصول على الخواص المرغوبة للمواد أمر ذو أهمية كبيرة.

كما أن الهيكل الكيميائي للمبيدات البلاستيكية يلعب دورًا هامًا في خصائص مركبات PVC. طول سلسلة الكربون يؤثر بشكل كبير على هجرة والحفاظ على صحة البيئة. المبيدات البلاستيكية ذات سلاسل كربونية أطول تهاجر بشكل أقل، ولا تلوث البيئة الحيوية أو تربة الأرض أو الهواء. لذلك، كلما كانت السلاسل الكربونية أقصر زادت هجرة PVC. وهذه المسألة، خصوصًا في التطبيقات المتعلقة بالاتصال بالمواد الغذائية والقضايا الطبية، أثارت مخاوف تجعلنا نلجأ إلى استخدام بديل للمبيدات البلاستيكية.

ظهور البدائل:

فيما يلي، سنقوم بمراجعة زيت DOP ومقارنته مع بدائله:

  1. DOTP معدل الاستهلاك:

عامل الاستبدال (SF) أو “معامل الاستبدال” هو مصطلح يقيس قدرة كل مبيد بلاستيكي على التليين مقارنة بـ DOP. يكون هذا الرقم ثابتًا عند 1 لـ DOP. إذا كانت قيمة SF أعلى من 1، فهذا يعني أنه يتطلب مستوى أعلى من المبيد البلاستيكي للحصول على قدرة تليين مماثلة لـ DOP، والعكس صحيح. على سبيل المثال، DOTP بقيمة استبدال تبلغ 03 تتطلب مستوى استهلاك مرتفع قليلاً للوصول إلى قدرة التليين والخصائص المماثلة لـ DOP.

الصحة:

القطبية هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على هجرة المبيد البلاستيكي. الزيت DOP و DOTP لديهما مستويات قطبية مختلفة.

القطبية: DOP

DOP هو مبيد بلاستيكي معتمد على الفثالات ووجود هذه المجموعات يزيد من قطبيته بشكل ملحوظ. تحتوي مجموعات الفثالات على ذرات أكسجين ذات كهربية عالية تخلق جزءًا قطبيًا في الجزيء. تزيد الجزء القطبي لـ DOP توافقه مع أجزاء PVC القطبية مما يؤدي إلى امتصاص كميات كبيرة من DOP في PVC وتحقيق مرونة جيدة.

القطبية: DOTP

DOTP هو مبيد بلاستيكي معتمد على التيرفثالات. المبيدات البلاستيكية المعتمدة على التيرفثالات عادةً ما تكون أقل قطبية من الفثالات. قلة القطبية لـ DOTP مقارنة بـ DOP تجعله أقل توافقًا مع الأجزاء القطبية لـ PVC. وهذا يعني أنه قد لا يتم امتصاص DOTP إلى حد كبير في PVC. ومن ناحية أخرى، قلة قطبية DOTP تعني تجنب هجرة أقل مقارنة بـ DOP.

لذا، يمكن القول إن كلما كان مستوى هجرة المبيد البلاستيكي أقل، يُعتبر خيارًا صحيًا أفضل. ونظرًا لقلة قطبية DOTP مقارنة بـ DOP، فإن DOTP يُعتبر خيارًا أكثر صحة في بعض التطبيقات.

السعر:

بسبب قلة قطبية DOTP مقارنة بـ DOP والهجرة الأقل، فإنه يعتبر خيارًا أكثر صحة، ولهذا يتزايد سعره مقارنة بـ DOP. ومن جهة أخرى، نظرًا لكمية الاستهلاك الأعلى من DOP، فقد يزيد استخدامه من تكاليف الإنتاج. ولكن في بعض الحالات التي تتناول مسائل الاستخدامات الصحية، يمكننا استخدام DOTP.

  1. زيت فول الصويا الإيبوكسي:
  2. معدل الاستهلاك:

زيت فول الصويا الإيبوكسي، المعروف أيضًا باسم زيت فول الصويا المؤكسد، وبالنظر إلى معامل الاستبدال SF البالغ 1.10 مقارنة بزيت DOP، فإنه يحتاج إلى ما يقرب من 10٪ استهلاك إضافي لاستبداله.

الصحة:

زيت فول الصويا الإيبوكسي يفضل من الناحية الصحية مقارنة بزيت DOP؛ لأن لديه كتلة جزيئية عالية مما يؤدي إلى هجرة أقل، ويأتي من حبوب الصويا التي تعتمد على مصدر نباتي.

السعر:

زيت فول الصويا الإيبوكسي يحتاج في الغالب إلى كميات أعلى مقارنة بزيت DOP، لكن في ظل زيادة أسعار زيت DOP وأولوية المسائل الصحية، فإنه يعتبر خيارًا أكثر اقتصادية وجدوى.

  1. DOA:
  2. معدل الاستهلاك:

فيما يتعلق بزيت DOA، يكون عدد SF أو معامل الاستبدال 0.93، مما يعني أنه يحتاج إلى مستوى استهلاك أقل من DOA للحصول على تأثير مشابه لـ DOP ومستوى الاستهلاك هو حوالي 0.07٪ أقل من مستوى استهلاك DOP.

الصحة:

DOA نظرًا لهيكله الأديباتي الخاص يميل أقل نحو الهجرة مقارنة بزيت DOP، وهو بديل يُستخدم عادة في التطبيقات الصحية والبيئات ذات درجات حرارة منخفضة (10-) درجة مئوية.

السعر:

DOA بسبب خصائصه الخاصة، يعد مناسبًا للمنتجات التي تحتاج إلى أداء في درجات حرارة منخفضة. كما أن هذا التركيب الكيميائي من عائلة الأديبات تكون أسعاره أعلى مقارنة بـ DOP الذي يأتي من عائلة الفثالات.

  1. EPOXY FATTY ACID METHYL ESTER(EFAME):
جرعة الاستخدام:

عموماً، يتمتع EFAME بتأثير تليين أكبر من DOP. بالتحديد، معامل الاستبدال (SF) يُساوي 0.9، وهو أقل تقريباً بنسبة 10٪ من كمية DOP. هذا يعني أنه لتحقيق تأثير التليين المشابه لـ DOP، يتطلب استخدام كمية أقل من EFAME.

السلامة الصحية:

يُعتبر EFAME بديلًا خاليًا من الفثالات وصديقًا للبيئة عن DOP نظراً للهجرة الأقل والقلق الصحي الأقل وقابلية الانحلال التي غالبًا ما تكون ذات أهمية كبيرة في التطبيقات الصحية.

السعر:

بالمقارنة مع DOP كمُلدّن بلاستيك، يتمتع EFAME بفروقات تتضمن الهجرة الأقل، وجرعة استخدام أقل، وسلامة صحية، وسعرًا أكثر ملاءمة. ومع ذلك، الفرق الوحيد الذي قد يكون موجودًا بالنسبة لـ EFAME مقارنة بـ DOP هو اتجاه اللون نحو الأصفر المائل، وهذا الأمر قد يجعل من EFAME خيارًا مناسبًا جدًا في التطبيقات التي لا تُعطي أهمية كبيرة للون المُلدّن البلاستيكي.”