В России наиболее распространенными материалами для изоляции и оболочки кабельно-проводниковой продукции являются ПВХ-пластикаты. Они состоят их четырех ключевых составляющих: ПВХ-смола, пластификатор, наполнитель и комплексный стабилизатор. Подробнее хотели бы остановиться на особенностях выбора пластификатора – от него напрямую зависят свойства конечного продукта.

Пластификатор необходим для придания полимеру мягкости (гибкости) и облегчения его переработки. Основных требований к пластификаторам два:
- низкая летучесть, обуславливающая температуру и срок эксплуатации. Косвенной характеристикой летучести является температура вспышки – чем она выше, тем менее летуч пластификатор;
- хорошая совместимость с ПВХ.

По последнему параметру пластификаторы делятся на первичные (базовые), которые можно использовать в чистом виде, и вторичные, которые используются в смеси с первичными [1-4].

Таблица 1 - Наиболее распространенные первичные пластификаторы

В кабельном сегменте для ключевых типов материалов применяемые пластификаторы распределяются следующим образом:

В наиболее массовом сегменте - ПВХ-пластикаты для изоляции и оболочки, для удешевления к базовым пластификаторам могут добавляться пластификаторы с меньшей температурой вспышки. Такие пластификаторы производят из Флотореагента-оксаль, являющегося побочным продуктом при синтезе диметилдиоксана. Для получения первичных пластификаторов летучие диоксановые спирты подвергают химическому связыванию (Бензоит [8], ДЭС-М2 [9, 10]) или физическому удалению (Оксапласт). Цепочка превращений приведена ниже:

 
При этом сам Флотореагент-оксаль Т-92 [11] и ЭДОС [12-14] («модифицированная» версия Т-92) являются примерами вторичных пластификаторов и в основном используются для менее ответственных конечных изделий – например, в обувной промышленности или поливочных шлангах.
Применение в кабельных ПВХ-пластикатах в качестве добавки вторичных пластификаторов типа Т-92 или ЭДОС категорически не рекомендуется из-за плохой совместимости с ПВХ и высокой летучести: изделие сначала «плачет» (миграция, выпотевание, экссудация), а потом «высыхает» (усаживается, становится твердым и хрупким), что делает срок службы готового изделия не соответствующим нормативным требованиям.

Таблица 2 - Сравнение Флотореагент-оксаль Т-92 и Оксапласт

С 2019 года СИБУР освоил на СХП выпуск одного из ключевых пластификаторов для кабельного сегмента – ДОТФа. А с этого года СИБУР производит первичный пластификатор - Оксапласт, при этом его применение в соотношении 1:2 c ДОТФ или ДИНФ обеспечивает сравнимые с ДОФ свойства пластиката.

Важно также отметить, что при использовании стандартных пластификаторов, для защиты их от термоокислительной деструкции достаточно того количества антиоксиданта, которое содержится в составе комплексного стабилизатора. При использовании менее стойкого к термоокислительной деструкции Оксапласт и его аналогов, рекомендуется дополнительное введение антиоксиданта типа Бисфенол А (дифенилолпропан) [15].

Статья не претендует на абсолютную полноту и достоверность, поэтому авторы будут благодарны за замечания, снабженные ссылками на первоисточники.

Литература

1. Тиниус К. Пластификаторы, М.: Химия, 1964, 916 с.

2. Штаркман Б.П. Пластификация поливинилхлорида, М.: Химия, 1975, 248 с.

3. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров, М.: Химия, 1982, 224 с.

4. Штаркман Б.П. Основы разработки термопластических полимерных материалов, Н. Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2004, 328 с.

5. Уилки Ч., Саммерс Д., Даниэлс Ч. Поливинилхлорид, Пер. с англ. (2005 г., PVC Handbook) под ред. Г.Е. Заикова - СПб: Профессия, 2007, 800 с.

6. Руководство по разработке композиций на основе ПВХ. / Под ред. Гроссмана Р.Ф. Пер. с англ. под ред. Гузеева В. В. - СПб.: Научные основы и технологии, 2009, 608 с.

7. Мазина Л.А., Ахметханов Р.М., Захаров В.П., Нафикова Р.Ф., Степанова Л.Б. Термическая и термоокислительная устойчивость поливинилхлорида, пластифицированного диоктилтерефталатом // Вестник Башкирского университета, 2017, Т. 22, №4, С. 991-994.

8. Пат. РФ № 2456313. Пластификатор и полимерная композиция на его основе. 2012.

9. Пат. РФ № 2263120. Способ модификации отходов производства изопрена. 2005.

10. Нафикова Р.Ф., Фаткуллин Р.Н., Афанасьев Ф.И., Степанова Л.Б., Исламутдинова А.А. Исследование влияния пластификатора ДЭС М-2 на физико-механические и технологические свойства ПВХ пластикатов // Пластические массы, 2020, № 3-4, С. 33-36.

11. Пат. РФ № 2100356. Состав пластификатора для поливинилхлоридных композиций и способ его получения. 1997.

12. Готлиб Е.М., Верижников Л.В., Лиакумович А.Г., Соколова А.Г. Новый пластификатор полимерных строительных материалов. Учебное пособие, М.: ЦМИПКС, 1997, 33 с.

13. Пат. РФ № 2148594. Состав пластификатора для поливинилхлоридных композиций. 2000.

14. Пат. РФ № 2177966. Антимиграционная добавка к пластификаторам на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров и на основе высококипящих эфиров диоксановых спиртов для поливинилхлоридных композиций. 2002.

15. Минскер К.С., Колесов С.В., Заиков Г.Е. Старение и стабилизация полимеров на основе винилхлорида, М.: Наука, 1982, 272 с.