АзовСинтезСтеарат кальцію чи стеарат цинку: що брати у ПВХ
У жорсткому ПВХ стеарат кальцію і стеарат цинку працюють парою, а не замість одного одного: кальцієве мило зв’язує хлороводень і тримає довгу стабільність, але дає темний старт; цинкове дає світлий старт, зате накопичує хлорид цинку й веде до цинкового горіння. Стартова пропорція 3 : 1, разом 2–3 частини на 100 частин полімеру (труба й профіль 2–4). Паспорт: pH 8,0–10,5 проти 5,5–6,5, плавлення 150–160 проти 118–121 °C, партії зі складу 158 і 120 °C, CaO 9,78 %, ZnO 13,18 %. Поза ПВХ: добрива й бетон — тільки кальцієвий, гума й пігментні пасти — тільки цинковий; стеарат магнію в пару не підходить.
Розділи відео
- 0:00Стеарат кальцію чи цинку: чому це пара, а не вибір
- 1:04Чому стеарат кальцію дає темний старт
- 1:49Що таке цинкове горіння
- 2:45Навіщо кальцій і цинк змішують: пропорція 3:1
- 3:33Скільки класти на 100 частин ПВХ
- 4:23Про що говорять цифри в паспорті
- 5:40Де стеарат кальцію працює без цинку
- 6:23Чим стеарат цинку незамінний у гумі та пігментах
- 7:41Межі пари та як за дефектом зрозуміти, чого бракує
- 9:03Що перевірити в паспорті перед закупівлею
Текст відео
0:00 · Стеарат кальцію чи цинку: чому це пара, а не вибір
Два мішки на складі. В одному стеарат кальцію, в іншому стеарат цинку. Обидва білі порошки, обидва стеарати, обидва йдуть у ПВХ. І найчастіше запитання від переробника: який із них брати. Відповідь незручна: у жорсткому ПВХ це питання поставлене невірно від початку. Вони не замінюють один одного. Вони працюють парою. Кальцієве мило зв'язує хлороводень і тримає довгу стабільність, але само по собі дає темний старт. Цинкове дає світлий старт, зате накопичує хлорид цинку і доводить масу до різкого почорніння. Робоче співвідношення близько 3 частин кальцієвого на 1 частину цинкового. А поза ПВХ вибір інший: у добривах і бетоні працює тільки кальцієвий, у гумі й пігментних пастах тільки цинковий. Сьогодні розберемо механізм, через який вони підсилюють один одного, дозування на 100 частин полімеру, цифри обох паспортів, і навчимося за дефектом на виробі бачити, якого боку пари бракує.
1:04 · Чому стеарат кальцію дає темний старт
Чому стеарат кальцію дає темний старт. ПВХ при нагріванні відщеплює хлороводень, і далі процес живить сам себе: кожна відірвана молекула прискорює відрив наступної. Кальцієве мило перехоплює цей хлороводень і розриває ланцюг. Саме тому довга фаза стабільності в нього хороша. Але захоплений хлор нікуди не дівається, і на початку переробки маса встигає потемніти. Роботи з термостабілізації ПВХ описують це без пом'якшень: кальцієвий стеарат окремо дає відмінну довгострокову стабільність при поганому початковому кольорі. Для сірої каналізаційної труби це терпимо. Для білого віконного профілю чи прозорої плівки ні.
1:49 · Що таке цинкове горіння
Що таке цинкове горіння. Цинкове мило працює за іншим механізмом. Воно заміщає рухливі атоми хлору просто в ланцюгу полімеру, у тих слабких місцях, з яких зазвичай починається деструкція. Звідси й світлий старт. Побічний продукт цієї реакції це хлорид цинку. А хлорид цинку є сильною кислотою Льюїса: речовиною, яка жадібно стягує на себе чужу електронну пару і через це розганяє реакцію замість того, щоб її гасити. Поки його мало, нічого не відбувається. Щойно концентрація переходить певний поріг, він каталізує лавинне відщеплення хлороводню, і партія чорніє різко, майже стрибком. У літературі це явище так і називають цинковим горінням. Щоб не лишити хибного враження: стеарат цинку не псує ПВХ сам по собі. Він псує його тоді, коли хлорид цинку, що накопичується, нікому зв'язати.
2:45 · Навіщо кальцій і цинк змішують: пропорція 3:1
Навіщо кальцій і цинк змішують. Зв'язати хлорид цинку якраз і вміє кальцієве мило. Карбоксилат кальцію обмінюється з хлоридом цинку групами: цинк повертається у форму стеарату й знову працює на колір, а хлор переходить до кальцію, який утримує його надійно. Виходить, що дві слабкості гасять одна одну. Темний старт кальцію закриває цинк, а цинкове горіння відсуває кальцій. Ні перший, ні другий поодинці такого результату не дають. Співвідношення, яке в дослідженнях називають вдалим, це втричі більше кальцієвого, ніж цинкового. 3 : 1. Це відправна точка, а не догма. Чим жорсткіший режим переробки й довший час перебування розплаву, тим більшою має бути кальцієва частка.
3:33 · Скільки класти на 100 частин ПВХ
Скільки класти на 100 частин ПВХ. Для труби й жорсткого профілю разом кальцій плюс цинк це 2–4 частини на 100 частин полімеру. Типова рецептура загального призначення: 2–3 частини. Повний робочий діапазон ширший, від 1,5 до 6, а співвідношення гуляє від 2 : 1 до 4 : 1. Верхня межа діапазону потрібна не про запас, а під конкретні умови: висока температура екструзії, тонкий переріз виробу, вторинна сировина в шихті. Надлишок мила теж має ціну. Стеарат працює як мастило, і на певному рівні починає зсувати реологію розплаву. Тому правило просте: сумарну дозу беруть мінімальну, яка тримає колір, а пропорцію зміщають у бік кальцію, коли режим жорсткішає.
4:23 · Про що говорять цифри в паспорті
Про що говорять цифри в паспорті. Різниця між двома порошками помітна ще до того, як вони потраплять в екструдер. Найпоказовіший рядок це pH водної суспензії. У кальцієвого 8,0–10,5, у цинкового 5,5–6,5. Це та сама хімія, тільки видима на вході: лужне мило готове приймати кислоту, майже нейтральне ні. Температура плавлення за паспортами 150–160 °C проти 118–121 °C. Тобто цинковий переходить у розплав раніше. У партіях, що приходили на склад, це видно прямо: кальцієва дала 158 °C, а цинкова 120 °C. Він раніше починає працювати і як стабілізатор, і як мастило. Помел відрізняється помітно: залишок на ситі 300 меш у цинкового не більше 0,1 %, у кальцієвого до 0,5 %. Тонший порошок краще розбиває агломерати пігменту, і саме через це цинковий стеарат частіше беруть у пігментні пасти. Вологість не більше 1,0 % проти не більше 3,0 % теж не дрібниця. Зайва волога в ПВХ дає бульбашки й сріблясті смуги на поверхні готового виробу.
5:40 · Де стеарат кальцію працює без цинку
Де кальцієве мило працює без цинку. Поза ПВХ воно працює там, де важать лужність і водовідштовхування, а цинк не додає нічого. У мінеральних добривах стеарат кальцію знижує злежування на 60–80 % при дозуванні 0,2–0,5 %. У бетоні та сухих будівельних сумішах він працює як об'ємний гідрофобізатор: знижує поверхневу енергію, зменшує водопоглинання й корозію арматури. У порошкових фарбах і крейдованому папері виступає антиблоком. У всіх цих задачах цинковий стеарат не кращий і не гірший. Він там просто не потрібен.
6:23 · Чим стеарат цинку незамінний у гумі та пігментах
Чим цинк незамінний у гумі та пігментах. Тут працює вже не лужність, а сам метал і тонкість помелу. У гумі стеарат цинку активує сірчану вулканізацію. Цинк входить у комплекс із прискорювачем, і без нього тіазоли та сульфенаміди працюють упівсили. Заодно він знімає прилипання суміші до прес-форми. У пластиках і лакофарбових складах тонкий помел розбиває агломерати пігменту. Кальцієвий стеарат тут не замінник у принципі: активатором вулканізації він не є. Зведемо в одну таблицю. Довга термостабільність ПВХ: кальцій так, цинк ні. Стартовий колір: кальцій ні, цинк так. Антизлежувач добрив і гідрофобізація бетону: тільки кальцій. Активатор вулканізації, антиадгезив прес-форм, диспергатор пігментів: тільки цинк. А мастило для таблеток ні той, ні інший. І тут часто питають про стеарат магнію. Ні, він сюди не підходить. Це фармацевтичне мастило для прямого пресування таблеток, із вмістом магнію 4–5 %. У рецептурах ПВХ його не ставлять: він не дає ні стартового кольору, ні тривалого зв'язування хлору. Спільне в цих трьох продуктів тільки слово стеарат у назві.
7:41 · Межі пари та як за дефектом зрозуміти, чого бракує
Як за дефектом зрозуміти, чого не вистачає. Спершу про межі, бо саме на них найчастіше горять партії. Прозорі жорсткі вироби з високою вимогою до початкового кольору сухою порошковою парою зазвичай не закривають, там переходять на рідкі системи з органічними співстабілізаторами. Для контакту з харчовими продуктами потрібна марка з відповідним пакетом документів, а не та сама формула. У режимах з дуже високою температурою й довгим часом перебування розплаву класична пара доходить до своєї межі, і рецептуру підсилюють фосфітами або поліолами. А тепер дефекти, за якими видно, який бік пари просів. Перше. Виріб темніє з першої хвилини на виході з голівки. Бракує цинкової частки, стартовий колір тримає саме вона. Друге. Маса йде нормально, а потім різко чорніє при затримці в циліндрі. Це цинкове горіння, кальцієвої частки замало зв'язати хлорид цинку. Третє. Наліт на калібрі й прес-формі. Це надлишок мила загалом, а не пропорція. Спершу зменшують сумарне дозування, і лише потім чіпають співвідношення. Четверте. Бульбашки й сріблясті смуги. До стабілізаторів це стосунку не має, це волога. Перевіряти треба сушіння шихти й паспортний рядок вологості, який у кальцієвого мила вдвічі вільніший.
9:03 · Що перевірити в паспорті перед закупівлею
Що перевірити в паспорті перед закупівлею. Вміст металу це головна цифра. Саме від оксиду кальцію на рівні 9–10 % і оксиду цинку 13–14 % залежить, скільки хлору мило здатне зв'язати на кілограм. У нашій кальцієвій партії 125M/3 оксиду кальцію 9,78 %, у цинковій оксиду цинку 13,18 %. Обидві в нормі. Далі вологість і залишок на ситі: перше про бульбашки, друге про диспергування. І показник, який зазвичай проглядають: вільні жирні речовини. Це непрореагована стеаринова кислота. Вона поводиться як додаткове мастило і здатна зсунути баланс усієї рецептури. У наших партіях 0,64 % у кальцієвого і 0,42 % у цинкового, обидва нижче паспортної межі. Чи можна обійтися одним стеаратом кальцію. Можна, якщо колір виробу некритичний: сіра труба, технічний профіль, вироби з вторинної сировини. Це дешевший шлях. Щойно з'являється вимога до білизни або прозорості, без цинкової частки не обійтися. Цинковий дорожчий за кілограм, але у пропорції 3 : 1 його потрібно вчетверо менше, тож на рецептурі різниця майже не відчувається. АзовСинтез тримає обидва на складі в Києві: стеарат кальцію UNIFLOW в мішках по 15 кг, стеарат цинку по 20 кг, на кожну партію паспорт якості. І ще раз про питання із заголовка. Кальцієвий чи цинковий у ПВХ поставлене невірно від початку: у переробника майже завжди в шихті обидва, і предметом вибору є пропорція, а не назва мила. Посилання на стеарат кальцію під відео.