Исследователи Южно-Уральского госуниверситета (ЮУрГУ) впервые в России модифицировали поливинилхлорид (ПВХ) микроструктурированным фосфатом титана, что снизило экологическую нагрузку и вред для здоровья человека, сообщается в пресс-релизе ЮУрГУ.
ПВХ широко применяется в производстве кабелей, пленки, продукции медицинского назначения, товаров народного потребления и строительных материалов, таких как окна, декоративные панели и профили.
Для придания необходимых характеристик и возможности переработки в промышленные рецептуры на основе ПВХ добавляются пластификаторы, которые, в свою очередь, снижают устойчивость пластика к высоким температурам.
Ирина Вихарева, старший научный сотрудник НИЛ гетерогенных катализаторов этерификации дикарбоновых кислот для получения пластификаторов ПВХ ЮУрГУИзображение: пресс-служба ЮУрГУ
Такой ПВХ при температуре свыше 150 °C начинает разлагаться с выделением хлороводорода, однако переработать пластик возможно только при температурах от 180 °C. Чтобы компенсировать этот недостаток, в состав ПВХ включают термостабилизатор.
«Нашей целью была разработка нетоксичного, экологически безопасного термостабилизатора на основе фосфатов титана. В промышленных рецептурах сегодня используют в основном стеарат кальция, который тоже является экологически безопасным, но обеспечивает низкое термостабилизирующее действие. Трехосновный сульфат свинца способствует довольно высокой термоустойчивости, однако не нужно объяснять, насколько токсичен этот компонент. Мы предложили абсолютно безопасное для здоровья соединение — фосфат титана. Он эффективно стабилизирует структуру ПВХ в составе комплексного стабилизатора, повышая температуру разложения пластика как минимум до 177 °C», — рассказала Ирина Вихарева, старший научный сотрудник НИЛ гетерогенных катализаторов этерификации дикарбоновых кислот для получения пластификаторов ПВХ ЮУрГУ.
Помимо повышения температуры разложения материала, ученым удалось повысить и температуру максимальной скорости разложения до 308 °C, что способствует возможности повышения температур переработки и эксплуатации без значительной деградации, а также увеличению срока службы материалов из ПВХ.
Отмечается, что ученые также впервые исследовали четыре иерархически структурированных модификации фосфата титана — аморфную, стержневидную, большие микросферы и мелкие микросферы; последняя обеспечила максимальный эффект термостабилизации. Результаты опубликованы в журнале «Polymers», входящем в Q1 по Web of Science и Scopus.