دیوکتیل آدیپات چیست؟ یک راهنمای ساده به انگلیسی برای کاربردها، خواص و ایمنی آن

دیوکتیل آدیپات در واقع چیست؟

دیوکتیل آدیپات - که معمولاً به اختصار DOA نامیده می شود - یک ترکیب استر مصنوعی است که عمدتاً به عنوان نرم کننده استفاده می شود، به این معنی که به پلیمرها اضافه می شود تا آنها را نرم تر، انعطاف پذیرتر و پردازش آسان تر کند. نام شیمیایی کامل آن بیس (2-اتیل هگزیل) آدیپات است و در بسیاری از اسناد فنی و نظارتی به آن DEHA (دی (2-اتیل هگزیل) آدیپات) نیز گفته می شود. شماره CAS 103-23-1 است که در برگه های اطلاعات ایمنی و مشخصات محصول لیست شده است.

از نظر شیمیایی، DOA دی استر اسید آدیپیک و 2-اتیل هگزانول است. این به صورت مایعی شفاف و روغنی با بوی ضعیف و ملایم در دمای اتاق ظاهر می شود. فراریت کم، پایداری حرارتی خوب، و - به طور بحرانی - عملکرد استثنایی در دماهای پایین دارد، که این ویژگی آن را از رایج ترین جایگزین های نرم کننده در چندین کاربرد کلیدی متمایز می کند.

در حالی که دیوکتیل آدیپات نام آشنا نیست، در طیف شگفت‌انگیزی از محصولات روزمره وجود دارد: فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی انعطاف‌پذیر، لوله‌های پزشکی، اجزای داخلی خودرو، چرم مصنوعی و عایق سیم در هوای سرد، همگی معمولاً از DOA یا آنالوگ‌های نزدیک آن به عنوان بخشی از فرمول‌بندی خود استفاده می‌کنند.

خواص فیزیکی و شیمیایی کلیدی DOA

درک مشخصات فیزیکی و شیمیایی دیوکتیل آدیپات برای هر کسی که با آن در فرمولاسیون یا فرآوری کار می کند ضروری است. در اینجا مهمترین خواص ذکر شده است:

قابل توجه ترین ویژگی در آن جدول عملکرد موثر در دمای پایین است. در حالی که نرم کننده های رایج مانند DEHP (دیوکتیل فتالات) در محیط های سرد به طور فزاینده ای شکننده می شوند، DOA انعطاف پذیری خود را در دماهای زیر 50- درجه سانتی گراد حفظ می کند. این باعث می شود که در فرمولاسیون هایی که عملکرد در هوای سرد غیرقابل مذاکره است، ضروری باشد. حلالیت کم آن در آب همچنین به این معنی است که در تماس با محیط های آبی به راحتی شسته نمی شود، که یک ملاحظات کلیدی برای تماس با مواد غذایی و کاربردهای پزشکی است.

نحوه عملکرد DOA به عنوان یک روان کننده

برای درک اینکه چرا دیوکتیل آدیپات اینقدر خوب عمل می کند، به درک آنچه که یک نرم کننده در سطح مولکولی واقعاً انجام می دهد کمک می کند. پلیمرهایی مانند پی وی سی در شکل خالص خود سفت و سخت هستند زیرا زنجیره های مولکولی بلند آنها به طور محکم بسته بندی شده اند و به شدت با یکدیگر تعامل دارند. یک نرم کننده با قرار دادن خود بین این زنجیره های پلیمری، کاهش نیروهای بین مولکولی و افزایش حجم آزاد موجود برای حرکت زنجیره عمل می کند. نتیجه ماده ای است که بدون ترک خوردگی خم می شود، کشیده می شود و تغییر شکل می دهد.

ساختار مولکولی DOA - یک زنجیره آلیفاتیک با طول متوسط ​​که از اسید آدیپیک مشتق شده است - آن را به ویژه در این کار در شرایط سرد موثر می کند. مولکول استر به اندازه کافی قطبی است که با پلیمرهای قطبی مانند PVC سازگار باشد، اما ستون فقرات آلیفاتیک آن انعطاف پذیر است و در برابر سفت شدن در دماهای پایین مقاوم است. این در تضاد با نرم کننده های مبتنی بر فتالات است که دارای یک حلقه معطر در ستون فقرات خود هستند که با کاهش دما سفت تر می شود.

در عمل، DOA اغلب به عنوان یک نرم کننده ثانویه استفاده می شود - به این معنی که به جای استفاده به تنهایی، با یک نرم کننده اولیه (معمولاً DINP، DOTP یا DOP/DEHP) ترکیب می شود. DOA که در 10 تا 30 درصد بارگیری کل نرم‌کننده استفاده می‌شود، انعطاف‌پذیری در دمای سرد را به ترکیب می‌دهد در حالی که نرم‌کننده اولیه بخش عمده‌ای از کار نرم‌کننده را انجام می‌دهد و ماندگاری بهتر و فراریت کمتری را در ترکیب ایجاد می‌کند.

کاربردهای صنعتی عمده دیوکتیل آدیپات

نرم‌کننده آدیپات bis(2-ethylhexyl) در طیف گسترده‌ای از صنایع، هر جا که انعطاف‌پذیری در دماهای پایین، سمیت کم یا انطباق با مواد غذایی لازم باشد، استفاده می‌شود. در اینجا بخش های اصلی برنامه به طور مفصل آورده شده است:

فیلم و بسته بندی مواد غذایی

این یکی از شناخته شده ترین برنامه های DOA است. فیلم چسبناک پی وی سی که برای بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود - چه در فرآوری مواد غذایی تجاری و چه در بسته بندی مواد غذایی خرده فروشی - به نرم کننده ای نیاز دارد که برای تماس با مواد غذایی تایید شده باشد، حداقل به مواد غذایی مهاجرت کند و فیلم را در دمای یخچال و فریزر انعطاف پذیر نگه دارد. DOA هر سه معیار را برآورده می کند. برای استفاده در تماس با غذا توسط FDA ایالات متحده تحت 21 CFR 181.27 و 182.90 (با توجه به محدودیت‌های مهاجرتی خاص) تأیید شده است، و به طور گسترده تحت مقررات تماس با مواد غذایی اتحادیه اروپا پذیرفته شده است. عملکرد زنجیر سرد در اینجا بسیار حیاتی است: روکش مواد غذایی که در فریزر متحرک سفت می‌شود و پاره می‌شود، کاملاً غیرقابل استفاده است.

عایق سیم و کابل

سیم کشی الکتریکی مورد استفاده در کاربردهای فضای باز، خودرو، هوافضا و نظامی در معرض طیف وسیعی از دما قرار دارد. عایق پی وی سی استاندارد پلاستیک شده با فتالات به تنهایی می تواند در شرایط زیر صفر شکننده شده و ترک بخورد و خطر شکست عایق و اتصال کوتاه را ایجاد کند. DOA با ترکیبات کابل PVC مخلوط می شود تا اطمینان حاصل شود که عایق انعطاف پذیر و مقاوم در برابر ضربه در شرایط سخت زمستانی یا محیط های سرد در ارتفاعات بالا باقی می ماند. سیم های با مشخصات نظامی و کابل های درجه هوایی اغلب به فرمول های PVC حاوی DOA دقیقاً به همین دلیل نیاز دارند.

تجهیزات پزشکی و لوله

صنعت پلاستیک های پزشکی به دلیل فشار تنظیمی بر پتانسیل مختل کننده غدد درون ریز، از DEHP (دی (2-اتیل هگزیل) فتالات) دور شده است. DOA و استرهای آدیپات مرتبط به عنوان نرم کننده های جایگزین برای کیسه های خون، لوله های IV و سایر دستگاه های پی وی سی پزشکی ارزیابی شده اند. DOA زیست سازگاری خوب، سمیت کم در آزمایشات استاندارد و ماندگاری معقول در ترکیبات درجه پزشکی ارائه می دهد. در حالی که به طور کامل جایگزین DEHP در تمام کاربردهای پزشکی نشده است، اما در چندین دسته دستگاه های پزشکی که در آن ذخیره سازی سرد یا الزامات زیست سازگاری خاص به آن علاقه دارد، استفاده می شود.

اجزای داخلی خودرو

روکش‌های داشبورد، پانل‌های درها، روکش صندلی‌ها و تشک‌های کف ساخته شده از ترکیبات پی وی سی یا وینیل، تغییرات شدید دمایی را در داخل خودرو تجربه می‌کنند - از زیر 30- درجه سانتی گراد در آب و هوای سرد تا بالای 80 درجه سانتی گراد در آفتاب مستقیم تابستان. DOA در ترکیبات وینیل خودرو استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که قطعات هنگام راه‌اندازی خودرو در زمستان شکسته نمی‌شوند. این اغلب در کنار نرم کننده های اولیه با پایداری گرما و اشعه ماوراء بنفش بهتر برای ایجاد فرمولی که در کل محدوده دما عمل می کند استفاده می شود.

چرم مصنوعی و پارچه های روکش شده

پارچه‌های با روکش PVC که برای اثاثه یا لوازم داخلی، کیف، لباس‌های بیرونی و لباس‌های محافظ استفاده می‌شوند، باید در دمای پایین انعطاف‌پذیر باقی بمانند تا در هوای سرد ترک نخورند یا سفت نشوند. نرم کننده DEHA به طور گسترده در این کاربردهای نساجی پوشش داده شده، اغلب در ترکیب با سایر نرم کننده ها، برای حفظ احساس چرم مانند دست و مقاومت در برابر ترک حتی در انبارهای سرد یا استفاده در زمستان در فضای باز استفاده می شود.

DOA در مقابل سایر نرم کننده های رایج: چگونه مقایسه می شود؟

هنگام فرموله کردن یک ترکیب PVC انعطاف پذیر، انتخاب نرم کننده (یا ترکیب) مناسب به الزامات عملکرد خاص برنامه بستگی دارد. در اینجا نحوه قرارگیری دیوکتیل آدیپات در برابر رایج ترین جایگزین ها آمده است:

جدول مشخص می‌کند که DOA جایگاه خاصی را اشغال می‌کند: عملکرد فوق‌العاده در دمای پایین و قابل قبول بودن تماس با مواد غذایی با قیمت متوسط، اما با نوسانات تا حدودی بالاتر از نرم‌کننده‌های فتالات و ترفتالات با مولکول بزرگ. در کاربردهایی که ماندگاری (مقاومت در برابر مهاجرت و تبخیر در طول زمان) اولویت اصلی است، DOA اغلب به جای استفاده به تنهایی با نرم کننده های اولیه با فراریت کم ترکیب می شود. برای کاربردهایی که عملکرد سرد تنها مهم ترین عامل است، دی ایسونونیل آدیپات (DINA) می تواند به عنوان جایگزینی با ماندگاری بالاتر، هرچند با هزینه بالاتر، در نظر گرفته شود.