| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Reduktion af anvendelse af phthalater i textil- og beklædningsindustrien

3 Vurdering af alternative materialer

- Slidegenskaber

- Skimmelresistens

- Brandegenskaber

- Stivhed

- Styrkeegenskaber

- Formstabilitet

- Rengøringsvenlighed

- Holdbarhed

Generelt sammenlignes de alternative blødgørertyper med DEHP og DINP, der i dag anvendes til tekniske applikationer.

De 3 mest anvendte blødgører "familier" er phthalaterne, adipaterne samt tri-mellitaterne. De 3 typer dækker ca. 90% af det totale blødgørermarked. Derudover er der en række andre blødgørertyper, der anvendes til specielle applikationer. Nedenstående tabel 1 viser nogle af de specielle egenskaber for forskellige blødgørere:

Tabel 1:
Oversigt over forskellige blødgøreres egenskaber

Tabel 2:
Oversigt over forskellige blødgørertypers egenskaber

3.1 Gennemgang af forskellige blødgørertyper

3.1.1 Phthalater

Phthalater er de klart mest anvendte blødgørere. Phthalater fremstilles ved en reaktion mellem alkohol og ortho-phthalsyre eller terephthalsyre. Phthalatestre produceres fra methanol, og har mellem 1 og 17 kulstofatomer. Phthalater anvendt til blødgørere har normalt mellem 4 og 13.

DEHP er en industriel standardblødgører, idet 50% af det samlede forbrug af blødgørere er DEHP. Det udbredte forbrug af DEHP skyldes materialets gode allround egenskaber sammenholdt med en lav pris. DEHP kan anvendes i næsten alle tekniske applikationer. Den tekniske begrænsningen for DEHP er med hensyn til fordampning og migration af blødgøreren.

DINP og DIDP er ligeledes industrielle standardblødgørere med gode allround egenskaber. De er mindre flygtige end DEHP, både ved fremstillingen og ved høje brugstemperaturer. Begge har en dårligere blødgøringseffekt i forhold til DEHP, det er derfor nødvendigt at anvende en større mængde blødgørere for at opnå samme fleksibilitet. Det er ligeledes nødvendigt med en højere gelatineringstemperatur.

3.1.2 Adipater

Adipater fremstilles ved at forestre alkoholer med adipinsyre. Man anvender typisk adipater baseret på alkoholer med mellem 8 og 10 kulstofatomer.

Di-ethylhexyl adipat (DEHA)

3.1.3 Trimellitat estre

Trimellitat estre er produceret ved en forestering af alkohol med trimellitsyre anhydrid.

Tris-2-ethylhexyl trimellitat (TEHTM)

3.1.4 Citrater

Citrater fremstilles ud fra citronsyre. De mest anvendte typer er acetyltriethyl citrat (A-2), acetyltri-n-butyl citrat (A-4), acetyltri-n-hexyl citrat (A-6) samt n-butylryltri-n-hexyl citrat (B-6).

Acetyltriethyl citrat (A-2)

Godkendt af FDA (Food and Drug Administration) som blødgører i folie til madvarer.

Acetyltri-n-butyl citrat (A-4)

Specialfremstillet type forefindes til anvendelse i medicinsk artikler.

Acetyltri-n-hexyl citrat (A-6) samt n-butylryltri-n-hexyl citrat (B-6)

Specielt fremstillede citrater til brug i medicinske artikler såsom katetre og poser til intravenøse væsker (IV-poser), hvor indholdet har højt vandindhold.

3.1.5 Benzoater

Der anvendes di-benzoatestre af diethylglycol. Benzoaterne anvendes i stor skala i USA bl.a. til vinylgulve. Benzoaterne har generelt en lidt lavere effektivitet end standard phthalaterne. Benzoaterne anvendes som primære blødgørere.

3.1.6 Sulfonater

Der er kun 2 produkter på markedet, Mesamoll og Mesamoll II. De er phenylestre af sulfonerede n-paraffiner.

3.1.7 Phosphatestre

Phosphatestrene har langt bedre brandegenskaber sammenlignet med phthalaterne. Brandegenskaberne for selve PVC-materialet er forholdsvis gode sammenlignet med andre plasttyper grundet det høje chlorindhold; men tilsætning af blødgørere reducerer de gode brandegenskaber. Tri-(2-ethylhexyl)-phosphater viser god kompatibilitet med PVC.

3.1.8 Epoxier, ESO og ELO

Epoxier fremstilles ved epoxidering af umættede estre. Estrene kan være naturligt forekommende estre som epoxideret soyaolie. Der er generelt to typer: "epoxy olierne" og "epoxy estrene".

Epoxierne har en dobbelt funktion i PVC, idet de både optræder som stabilisatorer og blødgørere, hvor den stabiliserende effekt regnes for den vigtigste.

"Epoxy olier"

Fremstilles af soyaolie og linolie.

Fremstilles ud fra oliesyre eller talgolie.

3.1.9 Sebacater og Azelater

Anvendes specielt ved applikationer, hvor der kræves god fleksibilitet ved ekstremt lave temperaturer, som f.eks. i arktiske egne.

3.1.10 Polyestre

Polyesterblødgørere produceres ved kondensation af dicarboxylsyre med glycoler.

3.1.11 Chlorinerede paraffiner

Fungerer generelt som sekundære blødgørere, anvendes til at erstatte dele af de primære blødgørere, herunder til delvis erstatning af phthalatblødgørere, trimellitat blødgørere og phoshatestrene. Pga. forholdsvis dårlig kompatibilitet kan de chlorinerede paraffiner kun anvendes i op til ca. 30 vægt% af det totale blødgørerindhold.

3.1.12 Cyclohexanon-1,2-dicarboxylater

Da nærværende projekt næsten var afsluttet, lancerede BASF en ny blødgørertype, cyclohexan-1,2-dicarboxylsyre diisononylester, med handelsnavnet Hexamollâ DINCH. Det er primært udviklet til at substituere DEHP i medicinsk udstyr, men er i øvrigt blevet lanceret til også at kunne anvendes inden for mademballage og legetøj. Producenter af medicinsk udstyr undersøger for tiden brugen af blødgøreren og har angiveligt konstateret, at den kan anvendes på eksisterende udstyr.

Miljø- og sundhedsvurderinger pågår, og produktet er under notifikation i både USA, Canada og Tyskland.

Hvorvidt blødgøreren kan anvendes i de for dette projekt relevante produktioner vides ikke, og det har ikke været muligt at afprøve det, da det som nævnt først blev lanceret efter afslutningen af forsøgene.

3.2 Alternative polymere sammen med PVC

I det følgende foretages en gennemgang af de alternative polymermaterialer, der kan anvendes sammen med PVC, og som er kommercielt tilgængelige.

3.2.1 Adipat polymer blødgører

3.2.2 PVC/NBR kompound

Nitrilgummi anvendes alene eller sammen med traditionelle blødgørere. Det anvendes i pulverform (<0,5 mm). Det giver de bedste resultater at anvende en tværbundet nitrilgummi.

Kommentar: Begrænset effekt, hvis kun en mindre del af de traditionelle blødgørere kan udskiftes med nitrilgummi. Dertil kommer at blandingen ikke kan processeres på nuværende anlæg.

3.2.3 PVC/PU kompound

Polyurethan kan anvendes alene uden yderligere blødgørere. Der anvendes normalt en alifatisk polyesterurethan.

Der er på markedet ligeledes en række PVC-baserede termoplastiske elastomerer, hvori der indgår f.eks. ethylen-vinylacetat, ethylen-acrylsyre, ethylen-ethylacrylat, ethylen-methacrylat, carbonmonoxid, monoalkylmaleatestre m.m.

Af disse er de mest fremtrædende typer beskrevet i det følgende.

3.2.4 Elvaloy, ethylenacrylcarbonmonoxid terpolymer/ethylen-
vinylacetatcarbonmonoxid

Anvendes som permanente blødgørere i PVC-kompounds. De kan anvendes alene eller erstatte dele af de traditionelle blødgørere.

3.2.5 Ethylen-vinylacetat copolymer

3.3 Alternative polymere

I det følgende foretages en gennemgang af de alternative polymermaterialer, der er kommercielt tilgængelige.

Ved gennemgang af litteraturen er der fundet følgende termoplastiske elastomerer, der kan være interessante og relevante i denne sammenhæng. Termoplastiske elastomerer (TPE) er en gruppe af materialer, der både har de for gummi karakteristiske egenskaber (elasticitet/fleksibilitet) samt de for plast karakteristiske termoplastiske egenskaber, bl.a. formbarhed, og kan derfor fremstilles efter de gængse forarbejdningsmetoder, der anvendes til termoplast.

3.3.1 Termoplastiske polyurethaner

Termoplastiske polyurethaner enten alene eller som modifikation af andre plastmaterialer. Termoplastiske polyurethaner fremstilles ved polyaddition mellem polyoler og aromatiske diisocyanater. Materiale, der foreligger som granulat, kan ikke forarbejdes på traditionelt udstyr til fremstilling af PVC-belægninger ud fra plastisol.

Dog er der mulighed for at det nuværende udstyr kan anvendes med modifikationer, hvis der anvendes en polyurethan prepolymer, der foreligger som to flydende faser eller som én-fase system. Polyurethan kan fremstilles med varierende hårdhed, ligesom der kan iblandes fyldstoffer og brandhæmmende additiver.

3.3.2 Olefinbaserede termoplastiske elastomerer

Disse er block-copolymerer og polymerblandinger indeholdende hårde segmenter af polyethylen eller propylen og bløde segmenter af EPDM (ethylen-propylen-dien-copolymer), ethylenvinylacetat eller ethylenacrylat. Materialerne fås med varierende hårdhed og kan iblandes fyldstoffer. Materialet kan brandhæmmes. For at opnå god klæbning og limning vil det sandsynligvis være nødvendigt med en priming og/eller treatning. Materialet kan ikke forarbejdes på traditionelt udstyr til fremstilling af PVC-belægninger ud fra plastisol, men på andet traditionelt produktionsudstyr, såsom laminering m.v.

3.3.3 Styren-baserede termoplastiske elastomerer

Disse kan opdeles i to grupper. Styren-butadien-styren (SBS) og styren-ethylen-butadien-styren (SEBS). Disse to grupper er ret ens i opbygning. De hårde segmenter i denne elastomer er styren og de bløde butadien og ethylen-butadien. Materialerne kan fås med varierende hårdhed og kan iblandes fyldstoffer. Materialet kan brandhæmmes. Materialet kan ikke forarbejdes på traditionelt udstyr til fremstilling af PVC-belægninger ud fra plastisol, men på andet traditionelt produktionsudstyr.

3.4 Sammenfatning

Med baggrund i ovenstående gennemgang af mulige alternativer kan der opstilles følgende oversigt:

Alternative blødgørere hvor samme procesudstyr vil kunne anvendes