برخی از استابلایزرهای مبتنی بر قلع برای PVC در زمان‌های اخیر توجه قانونگذاران اروپا را به خود جلب کرده‌اند و به گفته Baerlocher، استابلایزرهای مبتنی بر کلسیم می‌توانند جایگزینی برای آنها باشند. دکتر استفان فوکن، رئیس بخش تحقیق و توسعه، می گوید: فعالیت های نظارتی یکی از محرک های اصلی توسعه هستند. پایدارکننده های قلع برای PVC سالهاست که در کانون توجه نهادهای نظارتی قرار گرفته است و اخیراً مطالعات زیادی برای ارزیابی پایدارکننده های اکتیل و متیل قلع انجام شده است.

علاوه بر این، فعالیت‌های فعلی آژانس مواد شیمیایی اروپا (ECHA) برای ارزیابی PVC و افزودنی‌های آن به ویژه پایدارکننده های قلع متمرکز شده است.

این امر باعث پیشرفت های مداوم برای پایدارکننده های برپایه کلسیم برای جایگزینی پایدارکننده های قلع شده است. در بسیاری از زمینه‌های کاربردی، مانند فیلم پلاستیکی یا اکستروژن ورق فوم و فشرده، جایگزین‌های برپایه کلسیم قبلاً سهم بازار مناسبی را به دست آورده‌اند و ثابت کرده اند که می توانند موثر باشند.

فوکن می‌گوید: «با این حال، بزرگترین کاربرد برای پایدارکننده های قلع، فیلم سخت، اغلب شفاف برای بسته‌بندی است. "اگر بسته بندی برای استفاده در مواد غذایی در نظر گرفته شده است، افزودنی ها باید برای کاربردهای تماس با مواد غذایی واجد شرایط باشند. پایدارکننده های قلع مایع مانند DOTE یا DMTE کاملاً با ماتریس PVC قابل اختلاط هستند و در حین پردازش حل می شوند تا در شفافیت اختلال ایجاد نکنند. آنها همچنین مورد تایید برای تماس با مواد غذایی هستند و علاوه بر این، DOTE برای استفاده در کاربردهای پزشکی نیز تایید شده است.

فوکن می افزاید که فرآیند کلندرینگ به پایداری حرارتی خوب و مهمتر از آن به مقدار بسیار محدودی روانکاری نیاز دارد. پایدارکننده های قلع مانند DOTE یا DMTE روان‌کاری محدودی را ارائه می‌کنند، که آنها را پایدارکننده خوبی برای این نوع پردازش می‌کند.

Baerlocher می‌گوید که برای اکستروژن پروفیل PVCسخت، یک پایدارکننده معمولی مبتنی بر کلسیم می‌تواند همراه با اسکاونجر اسید معدنی مانند زئولیت‌ها یا هیدروتالسیت‌ها طراحی شود.

علاوه بر این، این پایدارکننده حاوی صابون‌های فلزی، به‌ویژه صابون‌های کلسیم و روی، برای ایجاد ثبات از طریق مکانیسم شناخته‌شده جایگزینی اتم‌های ناپایدار کلر توسط بخش‌های استئارات است.

این شرکت می‌گوید که متأسفانه، این ترکیبات وان پک استابلایزرهای مبتنی بر کلسیم می‌توانند بر خلاف الزامات کلندرینگ سخت باشند. صابون‌های فلزی مانند استئارات روی یک اثر روان‌کنندگی خارجی نسبتاً قوی ایجاد می‌کنند که باعث ایجاد مشکلاتی در کلندرینگ می‌شود.

اسکاونجرهای اسید معدنی در PVC غیر محلول هستند و پس از پردازش به صورت ذرات معدنی در ماتریس PVC باقی می مانند. اگرچه این ذرات معدنی به خوبی توزیع شده اند، بسته به انتخاب دقیق و مقدار مورد استفاده، می توانند تیرگی یا کدورت را در کاربردهای فیلم شفاف ایجاد کنند. به گفته این شرکت، انتخاب دقیق اسکاونجرها، همراه با دوز مناسب، می تواند منجر به شفافیت شود.

با این حال، تمایل به ظاهر کدر به خصوص در لایه ها یا ورق های ضخیم ممکن است ادامه یابد. در جایی که شفافیت مورد نیاز نیست، انتخاب اسید روبشگر آسان تر است، اما تنظیم روان کاری به همان اندازه حیاتی است.

Baerlocher گریدهای مختلفی مانند Baerostab NT1883 P و Baerostab NT1929 P-series را توسعه داده است که می‌گوید می‌تواند تقاضای شفافیت بالا، رنگ اولیه خوب و کلندرینگ پایدار (به دلیل تنظیم روانکاری پایین) را برآورده کند.

توسعه فوم

یکی دیگر از زمینه های کاربردی که در آن از پایداری قلع استفاده شده است، تولید ورق ها و پروفیل های فوم دار است. Baerlocher می گوید بسیاری از تولیدکنندگان پروفیل فوم در بریتانیا و بسیاری از تولیدکنندگان ورق فوم اروپایی اکنون از پایدارکننده های مبتنی بر کلسیم استفاده می کنند.

سیستم استابلایزر بر پایه کلسیم مورد استفاده در کاربردهای ورق فوم شده در اروپا

در کاربردهای فوم، دستیابی به ساختار فوم همگن، ظاهر سطح صاف و رنگ اولیه خوب، اصلی ترین مسائلی است که باید به آن پرداخته شود. با این حال، ویژگی‌های سطح برای پروفیل‌های فوم‌دار اهمیت کمتری دارد، زیرا بیشتر آنها کو اکسترود می‌شوند و هسته فوم‌شده با لایه فشرده PVC یا اکریلیک پوشش داده می شود.

سیستم‌های پایدارکننده مبتنی بر کلسیم که در قاره اروپا برای کاربردهای فوم‌دار استفاده می‌شوند، معمولاً همراه با جاذب‌های اسید، صابون‌های فلزی و استابلایزرهای کمکی طراحی می‌شوند که در اکستروژن پروفیل PVC صلب بدون فوم استفاده می‌شوند.

برلوخر می‌گوید، با این حال، هنگام انتخاب سیستم استابلایزر کمکی باید دقت ویژه‌ای داشت، زیرا برخی از مواد شیمیایی شناخته شده با عوامل دمنده مورد استفاده تداخل می‌کنند و می‌توانند از همان ابتدا منجر به زردی شوند. شاید چالش‌برانگیزترین بخش توسعه فرمولاسیون وان پک، روان کننده ها باشد.

این شرکت می گوید تنظیم ویسکوزیته مذاب برای اکسترود موفقیت آمیز ورق عریض با خطوط سطحی یکنواخت و بدون خط جریان و چگالی مطلوب بسیار مهم است. تنظیمات ویسکوزیته مذاب نیز منحصراً به انتخاب روان کننده مرتبط نیست. استفاده از کمک فرایندهای اکریلیک نیز می تواند بر نتایج تأثیر بگذارد.

روند ساخت و ساز

به گفته ی تولید کننده مواد افزودنی PVC آلمانی IKA، بخش ساخت و ساز یک محرک کلیدی برای استفاده از محصولات مبتنی بر کلسیم برای PVC در سراسر جهان است. الکساندر هوفر، مدیر اجرایی، می‌گوید که روند روشنی به سمت محصولات پایدارتر وجود دارد .

نمای داخلی تاسیسات تولید افزودنی IKA در Bitterfeld Wolfen در آلمان

هوفر می‌گوید در دسترس بودن و پایداری مواد اولیه همچنان مسئله مهمی است، در حالی که نوآوری سیستماتیک برای برآورده کردن نیازهای روزافزون مشتریان نیز ضروری است .IKA در حال حاضر محصولات مبتنی بر کلسیم را برای جایگزینی محلول‌های مایع و قلع در تقریباً تمام زمینه‌های کاربردی توسعه داده است. در ژانویه سال جاری گروه IKA و Ingenia Polymers یک سرمایه گذاری مشترک برای تولید استابلایزرها و افزودنی ها در بازار PVC آمریکای شمالی ایجاد کردند.

این سرمایه گذاری بر ارائه استابلایزرهای با ارزش افزوده و پشتیبانی فنی برای مشتریان آمریکای شمالی، از جمله جایگزین هایی برای قلع در PVC سفت و سخت، تمرکز خواهد کرد.

عضو هیئت مدیره گروه IKA می گوید که این شرکت به تمرکز خود بر تضمین پایداری آینده در امتداد زنجیره تامین کامل PVC ادامه خواهد داد و هدف آن گسترش خطوط تولید متمرکز بر پایداری در سراسر جهان است. او می گوید که دستیابی به گواهی VinylPlus برای گنجاندن پایداری در استراتژی شرکت خود در سال گذشته، می تواند به عنوان تاییدی بر تلاش های مداوم این شرکت در این زمینه تلقی شود. علاوه بر توسعه محصول، IKA همچنین بر استفاده از انرژی از منابع تجدیدپذیر و همچنین بر مدیریت بازیافت حلقه بسته و کاهش مصرف انرژی تمرکز دارد.

به گفته داو، صنعت ساخت و ساز ممکن است کلید توسعه افزودنی پی وی سی باشد.

مانند سایر بازیگران کلیدی در بازار افزودنی‌های PVC، داو پایداری را در فهرست اولویت‌های مشتریان قرار می‌دهد.

«این روند در پایداری منجر به تأکید قابل‌توجهی بر استفاده از مواد بازیافتی پس از مصرف در محصولات نهایی PVC شده است، که بر توسعه محصولات افزودنی و نحوه پردازش مجدد و فرمول‌بندی آن‌ها با جریان‌های بازیافت PVC مختلف تأثیر می‌گذارد».

روند قابل توجه دیگر کاهش وزن است. تولیدکنندگان پی وی سی با ترکیب افزودنی های جدید طراحی شده برای کاهش وزن و چگالی، می توانند ارزش محصولات خود را برای مشتریان افزایش دهند و در عین حال اثرات زیست محیطی آنها را نیز کاهش دهند. علاوه بر این، کاهش وزن محصولات PVC می تواند به کاهش هزینه های حمل و نقل و بهبود عملکرد محصول کمک کند و آن را به گزینه ای جذاب برای تولید کنندگانی که به دنبال دستیابی به اهداف پایداری هستند تبدیل می کند.

 به گفته آلا مدیر بازاریابی Plastics  در آمریکای شمالی ، راه‌حل‌های جدیدی برای بازیافت PVC مورد نیاز است، با این حال، توسعه مواد افزودنی برای کاهش چالش‌های تنوع در جریان‌های بازیافت PVC و بررسی راه‌هایی برای بهبود سازگاری انواع مختلف پلاستیک  نیز باید انجام شود. علاوه بر این، باید نیاز بازیگران صنعت را برای رسیدگی به اطلاعات نادرست در مورد PVC و حمایت از PVC در یک چشم‌انداز مقرراتی و زیست محیطی در حال تغییر شناسایی کرد.