Композицию на основе поливинилхлорида (ПВХ) создали исследователи Южно-Уральского госуниверситета. Впервые в России пластик модифицировали микроструктурированным фосфатом титана. Это снизило экологическую нагрузку и вред для здоровья человека.
ПВХ обладает размашистым спектром применения и занимает третье место по объему потребления среди пластиков. Он является основным компонентом при производстве кабелей, пищевой тары, продукции медицинского направления, предметов быта и строительных материалов.
Для придания необходимых характеристик и возможности переработки в промышленные рецептуры на основе поливинилхлорида добавляются пластификаторы, какие, в свою очередь, снижают устойчивость пластика к высоким температурам. При температуре свыше 150°C он начинает разлагаться с выделением хлороводорода — токсичного и опасного газа, однако переделать пластик возможно только при температурах от 180°C. Чтобы компенсировать этот недостаток в состав ПВХ включают термостабилизатор.
«Нашей мишенью была разработка нетоксичного, экологически безопасного термостабилизатора на основе фосфатов титана, — рассказала старший научный сотрудник НИЛ гетерогенных катализаторов этерификации дикарбоновых кислот для получения пластификаторов ПВХ ЮУрГУ Ирина Вихарева. — В индустриальных рецептурах сегодня используют в основном стеарат кальция, который тоже является экологически безопасным, но обеспечивает низкое термостабилизирующее поступок. Трехосновный сульфат свинца способствует довольно высокой термоустойчивости, однако не нужно объяснять, насколько токсичный этот компонент. Мы предложили безотносительно безопасное для здоровья соединение — фосфат титана. Он эффективно стабилизирует структуру поливинилхлорида в составе комплексного стабилизатора, повышая температуру разложения пластика как минимум до 177°C».
Помимо повышения температуры разложения материала ученым удалось повысить и температуру максимальной скорости разложения до 308°C, что содействует возможности повышения температур переработки и эксплуатации без значительной деградации, а также увеличению срока службы материалов из ПВХ.
Челябинские ученые модифицировали ПВХ фосфатом титана впервые в России. Также впервые они исследовали четыре иерархически структурированных модификации фосфата-титана — аморфную, стержневидную, вящие микросферы и мелкие микросферы; последняя обеспечила максимальный эффект термостабилизации.
Результаты опубликованы в журнале «Polymers», входящем в Q1 по Web of Science и Scopus.