Пластификатор — добавка для полимеров и бетона¶

Пластификатор — вещество или смесь веществ, добавляемая в малых количествах к составу материала (полимера, бетона, керамики, взрывчатых веществ) для улучшения его технологических свойств: повышения подвижности, эластичности, пластичности, морозостойкости или облегчения переработки. Содержание пластификаторов обычно составляет от сотых долей до нескольких процентов от массы основного компонента.

¶Принцип действия

Механизм работы пластификатора зависит от материала, в который он вводится. В полимерах молекулы пластификатора проникают между цепями полимера, ослабляя межмолекулярные связи и увеличивая подвижность цепей — это повышает эластичность и снижает хрупкость. В бетоне пластификатор адсорбируется на поверхности цементных зёрен, придавая им заряд и создавая электростатическое отталкивание, что снижает трение между частицами и увеличивает подвижность смеси без добавления лишней воды.

¶Классификация

По химическому составу пластификаторы делятся на несколько групп:

• Фталаты — наиболее распространённая группа для полимеров (дибутилфталат, диэтилгексилфталат). Обеспечивают выраженный пластифицирующий эффект, но часть фталатов регулируется по соображениям безопасности.
• Лигносульфонаты — производные лигнина, получаемые из отходов целлюлозно-бумажного производства. Широко применяются в строительстве как пластификаторы для бетона (например, СДБ — сульфированный древесный битум).
• Нафталин- и меламин-формальдегидные сульфокислоты — суперпластификаторы для высокопрочного бетона.
• Поликарбоксилатные эфиры — современное поколение суперпластификаторов с длительным сохранением подвижности бетонной смеси.
• Соединения на основе сложных эфиров — для целлюлозных полимеров (целлулоид, ацетат целлюлозы).
• Эпоксидные, полиэфирные, полиолы — для эпоксидных смол, полиуретанов и других термореактивных систем.

По назначению различают пластификаторы для полимеров, для бетона и строительных смесей, для керамики, для порохов и взрывчатых веществ, а также для резиновых смесей.

¶Применение в полимерной промышленности

В производстве пластмасс и резин пластификаторы вводят для снижения температуры стеклования и повышения гибкости готового изделия. ПВХ-пластик без пластификатора хрупок при комнатной температуре; после введения 20–50 % дибутилфталата или аналогичного вещества он становится эластичным, что позволяет изготавливать шланги, плёнки, обувь, изоляцию кабелей, обои. В целлюлозных лаках и покрытиях пластификаторы предотвращают растрескивание плёнки при высыхании.

¶Применение в строительстве

В бетонном деле пластификаторы позволяют снизить расход воды при неизменной подвижности смеси, что повышает прочность и морозостойкость готового бетона. Наиболее известные российские марки — «Лентокс», «Суперпластик», «Комплект-100», «Мелат». Суперпластификаторы в дозировке 0,5–2 % от массы цемента позволяют получать бетон с осадкой конуса 20–25 см, пригодный для бетонирования в стеснённых условиях и монолитного домостроения. Отдельную группу составляют противоморозные добавки, совмещающие пластифицирующее и ускоряющее твердение действие.

¶Применение во взрывчатых веществах

В промышленных взрывчатых веществах пластификаторы (например, нитроглицерин в динамите, парафин в тротиле) снижают чувствительность к детонации, уменьшают пыление и повышают водостойкость шашек. В порохах пластифицирующие добавки (вазелин, графит) уменьшают старение и статическое электризание зерен.

¶Экологические и медицинские аспекты

Часть пластификаторов, прежде всего некоторые фталаты, вызывает обеспокоенность токсикологов из-за способности мигрировать из изделий и оказывать эндокринное действие. В Евросоюзе и ряде других юрисдикций ограничено использование дибутилфталата и диэтилгексилфталата в детских игрушках и медицинском оборудовании. Альтернативой служат цитраты, эпоксидные масла на основе соевого льняного масла, полиадипаты и поликарбоксилатные эфиры. В России безопасность пластификаторов регулируется санитарными нормами и техническими регламентами на продукцию.

Источники:

• Войловский А. Н., Синельщиков А. Г. «Пластификаторы и стабилизаторы полимерных материалов». — М.: Химия.
• Романов И. Б. «Бетоны с химическими добавками». — М.: Стройиздат.
• ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия».
• Федоров Н. С. «Пластмассы на основе поливинилхлорида». — Л.: Химия.