Zgodnie z jedną z wielu definicji, plastyfikatory to „niskocząsteczkowe związki dodawane do materiałów polimerowych takich jak farby, tworzywa sztuczne czy kleje w celu podniesienia ich elastyczności”. Od pewnego czasu stosowanie określonych grup plastyfikatorów zostało ograniczone przez dyrektywy unijne, ze względu na ich negatywny wpływ na zdrowie człowieka i środowisko naturalne. Spowodowało to prowadzenie intensywnych prac nad opracowaniem nowych, alternatywnych plastyfikatorów. Obecnie można zauważyć dwa główne trendy. Pierwszy to plastyfikatory bezftalanowe (cytryniany, sebacyniany, adypiniany i fosforany), zaś drugi dąży w kierunku zastosowań surowców ze źródeł odnawialnych, takich jak oleje roślinne.
W ostatnich latach obserwuje się znaczący wzrost zainteresowania przemysłu wykorzystaniem olejów roślinnych w materiałach polimerowych. Stanowią one najpowszechniejszy surowiec ze źródeł odnawialnych. Ich zaletami są: stosunkowo niska cena, dostępność, nietoksyczność i biodegradacja. Obok przemysłu spożywczego posiadają szerokie spektrum wykorzystania w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym, w produkcji spoiw do wyrobów lakierowych, w farbach i impregnatach, klejach, nanokompozytach, plastyfikatorach, środkach smarnych czy w biopaliwach. Dodatkową zaletą jest możliwość przeprowadzania procesów różnego rodzaju modyfikacji olejów roślinnych. Przykładem modyfikowanego oleju stosowanego w przemyśle może być epoksydowany olej sojowy i inne epoksydowane oleje roślinne, które stosowane są jako stabilizatory i plastyfikatory poli(chlorku winylu) (PVC).
W Łukasiewicz – IMPiB opracowano metodę modyfikacji olejów roślinnych prowadzoną dwuetapowo. W pierwszym etapie prowadzi się reakcję estryfikacji kwasów dikarboksylowych i glikoli, natomiast w drugim następuje wbudowanie powstałego w pierwszym etapie oligoestru w strukturę oleju. Metoda syntezy modyfikowanych estrów kwasów tłuszczowych i gliceryny pozwala na uzyskanie zróżnicowanych właściwości i dostosowanie nowych związków do wybranego zastosowania. Modyfikowane oleje roślinne stanowią klarowne ciecze o zróżnicowanej lepkości, która zależy od rodzaju stosowanego kwasu dikarboksylowego i glikolu oraz od długości wbudowywanych cząsteczek oligoestru.
Modyfikowane oleje roślinne zostały scharakteryzowane za pomocą spektroskopii w podczerwieni (FTIR), spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (1H i 13C NMR), metodą chromatografii wykluczenia (SEC), za pomocą analizy termograwimetrycznej (TGA) oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC).
Zsyntezowane modyfikowane oleje roślinne zastosowano w recepturach past PVC jako substytut plastyfikatorów ftalanowych. Otrzymane próbki zżelowanego PVC z udziałem nowych plastyfikatorów miały lepszą wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie względne przy zerwaniu od próbek porównawczych zawierających ftalan di(2-etyloheksylowy). Próbki te charakteryzowały się również mniejszą twardością i migracją z tworzywa.
Ta nowa metoda modyfikacji olejów roślinnych pozwala na otrzymanie związków, które mogą zostać zastosowane w przetwórstwie PVC, szczególnie jako plastyfikatory w pastach
Ewa Langer, Marta Lenartowicz-Klik
