شرح ديوكتيل أديبات: ما هو، وماذا يفعل، وأين يتم استخدامه

ما هو ديوكتيل أديبات في الواقع

ديوكتيل أديبات - يُختصر عادةً باسم DOA - هو إستر اصطناعي يتم إنتاجه عن طريق تفاعل حمض الأديبيك مع 2-إيثيل هكسانول. الاسم الكيميائي الكامل له هو bis(2-ethylhexyl) adipate، ويظهر في الوثائق الفنية تحت كلا الاسمين بالتبادل. يحتوي المجمع على رقم CAS 103-23-1، وهو المرجع الذي ستراه في أوراق بيانات السلامة ووثائق الاستيراد/التصدير في جميع أنحاء العالم.

في درجة حرارة الغرفة، يكون DOA سائلًا زيتيًا شفافًا ذو لزوجة منخفضة ورائحة مميزة باهتة جدًا. وهو غير قابل للذوبان عمليًا في الماء ولكنه يمتزج بسهولة مع معظم المذيبات العضوية والبوليمرات، وهو ما يجعله مفيدًا في التطبيقات الصناعية. يبلغ وزنه الجزيئي حوالي 370.57 جم/مول، وتتجاوز نقطة غليانه 210 درجة مئوية عند ضغط منخفض، مما يمنحه استقرارًا حراريًا جيدًا عبر نطاق معالجة واسع.

على عكس بعض الملدنات المصممة لنظام بوليمر واحد، فإن أديبات الديوكتيل متعدد الاستخدامات بدرجة كافية للعمل عبر عدة أنواع من الراتنجات، على الرغم من استخدامه على نطاق واسع مع كلوريد البولي فينيل (PVC). إن انخفاض درجة حرارة التحول الزجاجي المنخفض نسبيًا - مما يعني أنه يحافظ على مرونة المواد حتى في درجات حرارة أقل بكثير من درجة التجمد - هو الخاصية التي تميزه عن البدائل القائمة على الفثالات في تطبيقات الطقس البارد.

كيف يعمل DOA كمادة ملدنة

لفهم السبب ديوكتيل أديبات الملدنات ذات قيمة، فهي تساعد على فهم ما تفعله الملدنات بشكل عام. البوليمرات مثل PVC في حالتها غير المعدلة تكون صلبة وهشة - سلاسلها الجزيئية الطويلة تكون معبأة بإحكام وتقاوم الحركة. يعمل الملدن عن طريق إدخال نفسه بين تلك السلاسل، مما يزيد من التباعد بين الجزيئات، ويقلل من القوى التي تربط السلاسل معًا، ويسمح لها بالانزلاق فوق بعضها البعض بحرية أكبر. والنتيجة هي مادة أكثر ليونة ومرونة دون تغيير الكيمياء الأساسية للبوليمر.

تؤدي DOA هذه الوظيفة بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة. تحافظ معظم الملدنات على مرونتها في الظروف المحيطة ولكنها تصبح قاسية مع انخفاض درجة الحرارة. يتميز هيكل الإستر الأديب للديوكتيل أديبات بنقطة صب منخفضة بشكل طبيعي (حوالي -67 درجة مئوية) ودرجة حرارة انتقال زجاجي منخفضة، والتي تترجم مباشرة إلى منتجات نهائية تظل ناعمة وقابلة للتطبيق في بيئات التخزين البارد، أو تطبيقات الشتاء الخارجية، أو سياقات التغليف المبردة. وهذا يجعل DOA هو الملدن المفضل حيثما تكون المرونة في درجة الحرارة الباردة من متطلبات المواصفات وليست أمرًا لطيفًا.

ويتراوح التركيز الذي يستخدم فيه DOA عادةً من 20 إلى 60 جزءًا لكل مائة راتينج (phr)، اعتمادًا على مستوى المرونة المستهدف والمواد المضافة الأخرى في التركيبة. عند مستويات التحميل الأعلى، يمكن أن تحدث بعض الهجرة إلى السطح مع مرور الوقت، وهذا هو السبب في أن القائمين على التركيب غالبًا ما يجمعون بين DOA مع ملدن أولي يتمتع بدوام أفضل، وذلك باستخدام الإستر الأديبات للمساهمة في المرونة دون حمل حمولة الملدنات الكاملة وحدها.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية

إن الحصول على البيانات الصحيحة في متناول اليد عند تحديد أو تحديد مصادر الديوكتيل أديبات يمنع عدم تطابق التركيبة المكلفة. يلخص الجدول أدناه أهم الخصائص التي يشير إليها المشترون والواضعون وفرق مراقبة الجودة بانتظام.

الصناعات والتطبيقات التي تعتمد على مادة الديوكتيل أديبات

يتم استخدام المادة الكيميائية DOA عبر نطاق أوسع من الأسواق النهائية مما توقعه العديد من المشترين في البداية. إن مزيجها من المرونة في درجات الحرارة المنخفضة، والتوافق المعتدل مع PVC، والمظهر السمي النظيف نسبيًا مقارنة بمُلدنات الفثالات القديمة قد فتح الأبواب في العديد من القطاعات المنظمة.

تغليف المواد الغذائية وأفلام التشبث

أحد أهم استخدامات أديبات الديوكتيل هو في غلاف PVC والأغشية الملامسة للأغذية. إن حالة الموافقة على DOA بموجب العديد من لوائح الاتصال بالأغذية - بما في ذلك FDA 21 CFR في الولايات المتحدة ولوائح الاتحاد الأوروبي المقابلة - تجعلها واحدة من الملدنات القليلة التي يمكن استخدامها بشكل قانوني في الأفلام التي تتصل مباشرة بالأطعمة الدهنية أو الزيتية. يعد ملف المرونة على البارد أمرًا بالغ الأهمية هنا أيضًا، نظرًا لأن تغليف المواد الغذائية ينتقل بشكل روتيني من درجة حرارة الغرفة إلى البيئات المبردة أو المجمدة دون أن تفقد خصائص التمدد والتشبث.

عزل الأسلاك والكابلات

غالبًا ما تشتمل أغلفة الأسلاك والكابلات الكهربائية التي يجب أن تعمل في البيئات الخارجية الباردة - مثل أسلاك السيارات وأسلاك التمديد الخارجية والكابلات الصناعية ذات درجة الحرارة المنخفضة - على الملدنات DOA كجزء من مركب PVC. غالبًا ما تحدد معايير أحزمة أسلاك السيارات على وجه الخصوص متطلبات اختبار الانحناء البارد والتأثير البارد التي تفشل فيها الملدنات ذات الأغراض العامة، بينما تمر التركيبات المحتوية على DOA بهامش. يتم استخدامه بشكل شائع جنبًا إلى جنب مع دينب أو DIDP لتحقيق التوازن بين التكلفة والأداء في الطقس البارد.

الجلود الصناعية والأقمشة المطلية

تتطلب الأقمشة المطلية بالـ PVC المستخدمة في التنجيد والديكورات الداخلية للسيارات والأمتعة والملابس الخارجية نظام ملدنات يحافظ على مرونة الطلاء عند درجات الحرارة القصوى التي تواجهها هذه المنتجات. يتم استخدام Dioctyl adipate في هذه التطبيقات لمساهمته في المرونة ولأنه يساعد على ربط طبقة الطلاء بشكل متساوٍ أثناء عملية الطلاء بالسكين أو الطلاء بالتقويم. في أغطية مقاعد السيارات على وجه التحديد، فإن الجمع بين مقاومة التشققات الباردة ومقاومة الاستخراج بواسطة زيوت الجلد يجعل DOA إدراجًا قياسيًا في الوصفات المركبة.

الأجهزة الطبية والأنابيب

في حين أن مادة DEHP هيمنت تاريخيًا على تطبيقات PVC الطبية، إلا أن التدقيق التنظيمي المتزايد حول الفثالات دفع القائمين على تركيبها إلى تقييم البدائل. تمت دراسة أديبات ثنائي (2-إيثيل هكسيل) واستخدامه في بعض تركيبات الأنابيب الطبية وأكياس الدم، خاصة في الأسواق التي تطبق فيها قيود الفثالات على الأجهزة الطبية. إن مصيره البيولوجي المناسب نسبيًا ونشاطه الاستروجيني المنخفض مقارنةً بـ DEHP يجعله مرشحًا يستحق التقييم، على الرغم من أن أي استخدام طبي يتطلب اختبار التوافق الحيوي الشامل بموجب ISO 10993 أو معايير مماثلة.

المواد اللاصقة المتخصصة ومانعات التسرب والطلاءات

إلى جانب PVC، تجد DOA تطبيقًا كمساعد معالجة ومعدل مرونة في طلاءات الأكريليك، ومانعات التسرب من مادة البولي يوريثين، وبعض طلاءات النيتروسليلوز. في هذه الأنظمة، يعمل بشكل أقل كملدن بوليمر تقليدي وأكثر كمعدل تفاعلي أو غير تفاعلي يضبط صلابة الغشاء، ويقلل من التشقق عند درجات الحرارة المنخفضة، ويحسن التطبيق في الظروف المحيطة الباردة. غالبًا ما يجد المصممون الذين يعملون على مواد مانعة للتسرب في البناء في المناخ البارد أن الإضافات الصغيرة من أديبات الديوكتيل تعمل على تمديد نافذة درجة حرارة التطبيق بشكل كبير.

الديوكتيل أديبات مقابل الملدنات الشائعة الأخرى

نادرًا ما يكون الاختيار بين الملدنات قرارًا مباشرًا. التكلفة والحالة التنظيمية والتوافق والدوام ومتطلبات الأداء الخاصة بالتطبيق كلها تغذي التحديد. تغطي المقارنة أدناه الملدنات الأكثر شيوعًا التي يتم تقييمها جنبًا إلى جنب مع DOA.

يوضح الجدول أن DOA يحتل مكانًا محددًا: فهو يتفوق على معظم البدائل من حيث المرونة الباردة، ويحمل وضعًا تنظيميًا مقبولًا، ولكنه يتخلف عن بعض المنافسين من حيث الدوام. وهذا هو السبب في ظهوره بشكل متكرر كمادة ملدنة ثانوية في الأنظمة المخلوطة بدلاً من الملدن الوحيد في المركب.

اعتبارات المناولة والتخزين والسلامة

يتمتع Dioctyl adipate بملف أمان حميد نسبيًا مقارنة بالعديد من المواد الكيميائية الصناعية، ولكن ممارسات المعالجة والتخزين المناسبة لا تزال سارية ويجب اتباعها باستمرار.

متطلبات التخزين

• تخزينها في حاويات محكمة الإغلاق بعيدا عن أشعة الشمس المباشرة ومصادر الحرارة. تتراوح درجة حرارة التخزين الموصى بها بين 5 درجات مئوية و40 درجة مئوية.
• استخدم حاويات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني أو البولي إيثيلين عالي الكثافة. تجنب استخدام حاويات PVC للتخزين على المدى الطويل، حيث يمكن لـ DOA استخراج الملدنات تدريجيًا من الحاوية نفسها.
• مدة الصلاحية في ظل ظروف التخزين المناسبة عادة ما تكون 24 شهرًا من تاريخ الإنتاج. تحقق من قيمة الحمض ومؤشر اللون قبل استخدام المواد القديمة.

الحماية الشخصية أثناء المناولة

• يوصى باستخدام قفازات النتريل ونظارات السلامة في التعامل الروتيني. السائل ليس سامًا بشكل حاد عند ملامسته للجلد، ولكن يجب تجنب التعرض المتكرر لفترات طويلة.
• في المناطق سيئة التهوية أو أثناء المعالجة الساخنة (التركيب، البثق)، استخدم تهوية العادم المحلية. يجب ألا تتجاوز الأبخرة عند درجات حرارة المعالجة حدود التعرض المهني المحددة في صحيفة بيانات السلامة ذات الصلة.
• لا يتم تصنيف DOA على أنه مادة مسرطنة أو سموم إنجابية بموجب معايير EU CLP الحالية أو معايير HazCom الخاصة بإدارة السلامة والصحة المهنية بالولايات المتحدة - وهي ميزة تنظيمية كبيرة مقارنة بـ DEHP والعديد من ملدنات الفثالات الأخرى.

الملاحظات البيئية والتخلص

يعتبر DOA قابلاً للتحلل بشكل معتدل وله سمية مائية حادة منخفضة، ولكن لا يزال ينبغي تجنب إطلاقه في المجاري المائية. يجب أن يتبع التخلص اللوائح المحلية الخاصة بالنفايات الكيميائية العضوية. في معظم الولايات القضائية، يمكن حرق DOA الملوث في منشأة مرخصة. يجب حفر الانسكابات على التربة والتخلص منها كنفايات كيميائية بدلاً من تركها للترشيح.

ما يجب التحقق منه عند تحديد مصادر Dioctyl Adipate

إن اختلاف الجودة بين موردي DOA حقيقي ويمكن أن يؤثر بشكل كبير على أداء الصياغة. يجب على المشترين الذين يقومون بشراء أديبات الديوكتيل لأول مرة - أو تبديل الموردين - التحقق من المعلمات التالية قبل الموافقة على مصدر جديد لاستخدام الإنتاج.

• النقاء (محتوى الإستر): يجب أن يحتوي DOA عالي الجودة على محتوى إستر بنسبة 99% أو أعلى. قد تحتوي درجات النقاء الأقل على كحول غير متفاعل أو حمض الأديبيك، مما يؤثر على التوافق ويمكن أن يسبب ضبابًا في مركبات PVC الشفافة.
• قيمة الحمض: يجب أن يكون أقل من 0.10 ملجم KOH/جم. تشير قيمة الحمض الأعلى إلى تفاعل غير مكتمل أو تدهور أثناء التخزين، مما قد يسبب عدم استقرار مركب PVC ويؤثر على استهلاك مثبت الحرارة.
• اللون (أفا أو هازن): عديم اللون إلى أصفر شاحب جدًا، عادةً ما يكون أقل من 30 APHA للدرجة القياسية وأقل من 15 APHA للدرجة الممتازة. زحف اللون أثناء المعالجة هو علامة على النجاسة.
• محتوى الماء: أقل من 0.1% بواسطة معايرة كارل فيشر. تسبب الرطوبة الموجودة في الملدنات مشاكل في المعالجة في مركبات PVC ويمكن أن تؤثر على أداء أنظمة تثبيت الحرارة المصنوعة من القصدير أو الكالسيوم والزنك.
• شهادة الاتصال الغذائي: إذا تم استخدام DOA في تطبيقات الاتصال بالأغذية، فاطلب وثائق تؤكد الامتثال لـ FDA 21 CFR 181.27 أو لائحة الاتحاد الأوروبي 10/2011 (وتعديلاتها)، اعتمادًا على السوق المستهدف. لا تحمل جميع الدرجات التجارية هذه الوثائق.
• وثائق الوصول/الامتثال لـ RoHS: بالنسبة للمنتجات الموجهة إلى الاتحاد الأوروبي أو سلاسل توريد الإلكترونيات، اطلب إقرارات REACH SVHC وخطابات الامتثال RoHS كأجزاء قياسية من حزمة تأهيل المورد.