Association of PVC Pipe and Fitting Producers

سرویس ترجمه انجمن لوله و اتصالات پی وی سی:

چکیده

در بازار آمریکای شمالی از لحاظ قدمت عمدتا از استابلایزرهای پایه قلع استفاده می کنند، در حالی که در آمریکای جنوبی استابلایزرهای سرب توسط  COS جایگزین شده است. بازار آسیا عمدتا از استابلایزرهای پایه سرب استفاده می کنند، اما استفاده از سیستم های  COS در این منطقه در حال توسعه است. بازار استابلایزرها در حال حرکت به سمت طراحی، تولید و استفاده از محصولات شیمیایی ایمن، موثرو زیست محیط دوست است.

مشخصات آلاینده شناسی و بوم آلاینده شناسی استابلایزر هیچ تاثیری بر محصول نهایی و مصرف کننده ندارد، زیرا در ماتریس پلیمری به طور موثر تعبیه می شود. با این حال در پایداری زنجیره تامین بالادست محصول نهایی لوله تاثیر می گذارد و باید به درستی در نظر گرفته شود.هدف این مقاله مقایسه عملکرد سیستم های استابلایزر لوله و مزایا و معایب برجسته با توجه به افزایش فشارهای قانونی به دلیل نگرانی های آلایندگی و زیست محیطی است.

بحث

 معمول ترین استابلایزرهای  PVC برای لوله ها براساس نمک های سربی، مشتقات قلع آلی و سیستم های بر پایه آلی یا کلسیم زینک(COS) است. استفاده از سیستم های استابلایزر در کاربرد های لوله در مناطق مختلف جهان در نمودار زیر نشان داده شده است.

بازار اروپا
1-1 استابلایزر های سرب و  COS در بازار اروپا
بازار اروپا در گذشته برپایه استابلایزرهای سرب و معمول ترین استابلایزرها براساس نمک های سرب بود. اما به دلیل سمیت سرب این سیستم های استابلایزر ممنوع شده اند. تمامی استابلایزرهای سربی در لیست مواد SVHC ( مواد با نگرانی بالا)معرفی شده است. ورود به فهرست SVHC  باعث ایجاد تعهد  برای حضور در زنجیره تامین می شود. با تمرکز بر پنج چالش، برنامه ای برای انتقال صنعت  PVC به سمت پایداری ایجاد شد.

1- مدیریت کنترل پیوسته  PVC ( به عنوان مثال بازیافت 800000 تن  PVC در سال2020)
2- انتشار ارگانوکلرها
3- استفاده پایدار از افزودنی ها(جایگزینی سرب در  EU 28 و تا پایان سال 2015 و اعتبار سنجی معیارهای قوی برای استفاده پایدار از افزودنی ها)
4- پایداری انرژی و ثبات آب و هوا( به عنوان مثال اهدافی برای کاهش انرژی خاص)
5- پایداری در سراسر زنجیره ارزش( سرعت بخشیدن به پیشرفت در جهت حل چالش های پایداری)

به عنوان یک پیامد مستقیم از جایگزینی سرب، سیستم های جایگزین به مدت طولانی تحت بررسی دقیق قرار گرفته اند. سیستم های COS در اتحادیه اروپا معرفی شد و تمام استابلایزرهای جامد کلسیم – زینک و استابلایزر های بر پایه آلی جایگزین استابلایزرهای سربی شدند. COS در نهایت به دلایل متعدد از جمله سازگاری کامل در بازیافت و شکل فیزیکی (جامد و به صورت وان پک) و عدم نیازبه اصلاح دوزهای موجود اصلی ترین شکل استابلایزر در اروپا و در بسیاری از کاربردها جایگزین سیستم های سربی شد. 

اجزای سیستم های  COS با توجه به اجتناب از استفاده ی مواد با نگرانی بالا طبق اطلاعات آلاینده شناسی موجود به منظور ارائه راه حل های پایدار، به بازار انتخاب شد. شکل زیر نشان می دهد که در EU28 مصرف استابلایزرهای سربی در حال کاهش و استابلایزرهای COS  تا جایگزینی کامل در حال افزایش است. بعد از ژانویه 2015 استابلایزرهای سربی محدود شده و وارد بازار اروپا نشد.
 

1-2 استابلایزرهای قلع
سه خانواده اصلی برای استابلایزرهای قلع وجود دارد:
• استابلایزرهای متیل قلع
• استابلایزرهای بوتیل قلع
• استابلایزرهای اکتیل قلع

استابلایزرها معمولا مخلوطی از مونو آلکیل قلع و دی آلکیل قلع در مقادیر متغیر هستند و اغلب بخش هایی  که به این مولکول ها پیوند شده است، استر ها و معمولا تیوگلیکولات هستند.

مقررات REACH نیرو محرکه فعلی در اتحادیه اروپا برای استفاده از این سیستم های استابلایزر است.محصولات قلع آلی در حال حاضر به دلیل ویژگی های آلاینده شناسی تحت بحث و بررسی است. با وجود ویژگی های آلاینده شناسی می توان به صورت ایمن براساس برگه اطلاعات ایمنی شیمیایی مربوطه استفاده کرد. با این حال، مشخصات آلاینده شناسی ممکن است منجر به ورود آنها به لیست SVHC یا تحت مجوز یا محدودیت شود.

در سال 2010 تری بوتیل قلع (TBT) ممنوع شد و پس از آن تمام دی بوتیل قلع ها در سال 2012 ممنوع شد و تنها  برای برخی از کاربردهای خاص استفاده از دی بوتیل قلع تا سال 2014 اعطا شده است. این محصولات به طور کامل توسط سیستم های دیگر مانند استابلایزرهای اکتیل قلع ، متیل قلع، استابلایزرهای  COS جایگزین خواهد شد. مونو بوتیل (MBTE) در طبقه بندی  CMR(سرطانزا،جهش زا و سمی) قرار نمی گیرد.

استابلایزرهای اکتیل قلع
دی اکتیل قلع تیوگلیکولات(DOTE)  که ماده ای مهم  در استابلایزرهای قلع در اروپاست و در دسته reprotoxic cat 1b طبقه بندی شده و در دسامبر 2014 به لیست مواد با نگرانی بالا در ریچ افزوده شد.آگاه سازی مصرف کننده نهایی از وجود مواد با نگرانی بالا در یک کالا زمانی که غلظت بالاتر از 0.1% است، وظیفه مهمی است.

استابلایزر جدید با محتوای بالا از مونو اکتیل قلع تیوگلیکولات(MOTE) و محتوای پایین از دی اکتیل قلع (DOTE) ، توسعه پیدا کرد. زمانی که این استابلایزر در دوزهای معمول (1-2%) استفاده می شود، محتوای DOTE برای کالای نهایی زیر 0.1% است و نیازی به ارتباط بین زنجیره تامین و حضور در SVHC نیست.استفاده از استابلایزرهای قلع در اتحادیه اروپا برای کاربرد لوله نسبتا محدود شده است (فرانسه و بلژیک) درحالی که استفاده در اتصالات ( اتصالات آب آشامیدنی)کاملا معمول است.

بازار آمریکای شمالی
بازار سنتی آمریکای شمالی بر پایه استفاده از استابلایزرهای قلع آلی برای کاربردهای  PVC سخت است.سیستم های اصلی استفاده شده عبارتند از:
• بوتیل قلع(تیوگلیکولات قلع، مرکاپتواتانولات قلع و مرکاپتو استرها)
• متیل قلع(تیوگلیکولات قلع، مرکاپتواتانولات قلع و مرکاپتو استرها)
• اکتیل قلع( به میزان کمتر)

در کاربرد لوله، رایج ترین استابلایزرها  قلع معکوس استر هستند که برپایه مشتقات مونوبوتیل قلع یا مونو متیل قلع است. استابلایزرهای قلع در آمریکای شمالی نگرانی نداشته و همچنین به مقدار کم استفاده می شود و کارایی بالایی را در عملکرد ارائه می دهد.برخی از مناطق، تمایل به استفاده از استابلایزرهای کلسیم- زینک و استابلایزرهای آلی دارند.

چگونه تکنولوژی ها کار می کند و مقایسه می شود؟
در این بخش از مقاله سیستم های اصلی پایدارکننده را مقایسه می کنیم و توضیح می دهیم که چگونه فناوری های مختلف بر پایداری رنگ اولیه  PVC، کنترل رنگ و پایداری طولانی مدت عمل می کنند.

استابلایزرهای سرب
استابلایزرهای برپایه سرب یکی از نخستین ترین استابلایزرها بود که در اوایل دهه 50 میلادی برای  PVC مورد استفاده قرار گرفت. استابلایزرهای پایه سرب دارای ساختاری هستند که هم رنگ اولیه  و هم کنترل رنگ را حفظ می کند. این استابلایزرها بسیار کارآمد هستند اما در اروپا به دلیل مشخصات آلاینده شناسی منفی از آنها استفاده نمی شود. انواع اصلی استابلایزرهای سرب عبارت است از:
• سولفات سرب تری بازیک
• استئارات سرب
• فسفیت سرب دی بازیک