Plastyfikator – substancja zmniejszająca oddziaływania międzycząsteczkowe i zwiększająca ruchliwość łańcuchów polimerowych. Plastyfikatory powodują obniżenie temperatury zeszklenia, twardości i zwiększenie elastyczności. Stosuje się je głównie jako dodatki do PCW, ale także do innych polimerów, dzięki czemu znacznie zwiększa się obszar stosowania uzyskanych materiałów.
Klasyfikacja plastyfikatorów
Plastyfikatory są bardzo zróżnicowane pod względem budowy chemicznej i rodzajów, jednakże największą ich część stanowią estry alkoholi i kwasów karboksylowych.
Do najczęściej stosowanych plastyfikatorów należą:
Plastyfikatory ftalanowe (ortoftalany):
- niższe (np. DEHP – inaczej DOP, DBP, DIBP)
- wyższe (np. DINP, DIDP, DPHP)
Plastyfikatory nieftalanowe:
- tereftalany (np. DEHT – inaczej DOTP, DBT)
- adypiniany (np. DEHA – inaczej DOA, DINA)
- trimelitany (np. TOTM, TINTM)
- benzoesany (np. INB, IDB)
- azelainiany (np. DIDAz)
- cytryniany (np. ATBC)
- cykloheksaniany (np. DINCH)
- sebacyniany (np. DMS, DBS)
Plastyfikatory ftalanowe i nieftalanowe
Plastyfikatory można podzielić na ftalanowe (do których produkcji użyto bezwodnika kwasu ftalowego) i nieftalanowe, które produkuje się z użyciem innych związków, lub które powstają poprzez epoksydację olejów roślinnych oraz uwodornienie plastyfikatorów ftalanowych. Podstawniki pierścienia benzenowego w plastyfikatorach nieftalanowych (o ile go zawierają) znajdują się w pozycjach innych niż orto.
Najczęściej stosowanym plastyfikatorem ftalanowym jest ftalan bis(2-etyloheksylu) (DEHP, z ang. diethylhexyl phthalate), natomiast nieftalanowym – tereftalan bis(2-etyloheksylu) (DEHT, z ang. diethylhexyl terephthalate). Mimo że różnią się one jedynie rozmieszczeniem podstawników przy pierścieniu benzenowym, ich metabolizm i toksyczność są znacząco odmienne. DEHT ulega łatwiej hydrolizie i jest mniej szkodliwy.
Rynek plastyfikatorów
Największym rynkiem dla plastyfikatorów są Chiny (43%). Pozostałe azjatyckie kraje odpowiadają za 16% zapotrzebowania na plastyfikatory. Na kolejnych miejscach plasują się Zachodnia Europa (14%) i USA (12%). Plastyfikatory ftalanowe mają największy udział w światowej konsumpcji, jednak maleje on stale ze względu na wprowadzane ograniczenia ich stosowania, wynikające z podejrzeń o szkodliwe działanie na ludzkie zdrowie i środowisko. W 2005 roku plastyfikatory ftalanowe stanowiły 88% rynku plastyfikatorów, w 2014 – 70%, a do 2019 przewidywany jest dalszy spadek ich udziału do 65%. Zapotrzebowanie na plastyfikatory uzależnione jest głównie od kondycji gospodarki, ze względu na sektory docelowe ich zastosowania tj. budownictwo, przemysł samochodowy, przewody, folie, wykładziny. W roku 2015 prognozowano wzrost zużycia plastyfikatorów o 4% rocznie przez kilka kolejnych lat w skali globalnej. W Północnej Ameryce wzrost prognozowany jest na poziomie 2,4%, w Zachodniej Europie 0,7%, natomiast w Centralnej i Wschodniej – 2,7%.
Główni producenci plastyfikatorów w Europie:
- Exxon Mobil 400 tys. ton/rok
- BASF 300 tys. ton/rok
- Evonik 260 tys. ton/rok
- Polynt 120 tys. ton/rok
- Grupa Azoty 86 tys. ton/rok
- OXEA 70 tys. ton/rok
- Perstorp 60 tys. ton/rok
Dane w przeliczeniu na ftalany i terfeftalany.
Produkcja plastyfikatorów w Polsce
W Polsce największym producentem plastyfikatorów jest Grupa Azoty. W kędzierzyńskich zakładach produkcja plastyfikatorów rozpoczęła się w latach 50. XX wieku. W 2015 roku uruchomiono pierwszą w Polsce wielkotonażową instalację do produkcji nieftalanowego plastyfikatora DEHT o wydajności 50 tys. ton/rok. Tym samym Grupa Azoty stała się drugim pod względem zdolności produkcyjnych producentem DEHT w Europie. Poza Grupą Azoty kolejnym, znacznie mniejszym producentem plastyfikatorów w Polsce jest firma Boryszew.