Tillsatser

Genom användningen av tillsatser kan PVC-produkterna skräddarsys för den funktion som de ska uppfylla. Det leder till effektivare produkter som spar resurser.

Tillsatser används för att modifiera egenskaperna hos alla plastråvaror Det handlar om att plasten ska få olika färger, klara påverkan av väder och vind bättre samt vara enklare att tillverka. Det samma gäller PVC. De vanligaste tillsatserna är fyllmedel, pigment, flamskyddsmedel, stabilisatorer, smörjmedel och antioxidanter.

Till PVC tillsätts alltid stabilisatorer, antioxidanter och smörjmedel. Stabilisatorerna och antioxidanterna förhindrar nedbrytning vid bearbetning och användning. Smörjmedlet underlättar bearbetningen. Dessutom kan mjukningsmedel, fyllmedel och pigment blandas i vid behov. Generellt har PVC mycket bra brandegenskaper och behöver därför inte några tillsatser av flamskyddsmedel. I vissa applikationer av mjuk PVC med speciella brandkrav kan flamskyddsmedel förekomma.

En vanlig missuppfattning är att PVC innehåller mängder med olika kemikalier men sanningen är att PVC inte innehåller fler komponenter än andra syntetiska material. Detta missförstånd kan bero på att en PVC-blandning kan bestå av en volymmässigt stor del mjukgörare eller fyllmedel. Ett normalt recept för styva produkter innehåller fem komponenter. Recept med tio komponenter är sällsynta.

Det är vissa av stabilisatorerna och mjukgörarna som har diskuterats ur miljösynpunkt varför endast dessa närmare beskrivs på denna sida.

Stabilisatorer

Teoretiskt borde PVC vara stabil upp till ca 300 °C. Men vid råvaruframställningen och senare vid bearbetningen uppstår svagheter i molekylernas kedjestruktur.

Dessa kan vara:

  • strukturella defekter (polymerisationsdefekter och oxidationsdefekter)
  • labila kloratomer (allyl respektive tertiärt klor)
  • mekanisk skjuvning vid bearbetningen (ger dehydroklorering och hydroperoxidering)

Vid nedbrytning avspjälkas saltsyra (HCl) vilket ger upphov till dubbelbindningar i polymerkedjan. Syre kan i sin tur ge peroxider och radikaler vilket till slut ger tvärbindning. Detta leder till missfärgning och sämre mekaniska egenskaper.


För att hindra denna nedbrytning tillsätts stabilisatorer. De vanligaste är baserade på olika metallföreningar men även organiskt baserade stabilisatorer har utvecklats.
Utvecklingen har gått mot stabilisatorer baserade på kalcium-zink eller barium-zink. Kalcium-zink stabilisatorer är godkända för användning i livsmedels- och läkemedelsförpackningar. Dessa dominerar idag och har runt 80 procent av den europeiska marknaden.

Gruppen tennorganiska stabilisatorer har runt 8 procent av marknaden och används huvudsakligen till styva, genomskinliga produkter med höga krav på stabilisering. Cirka 60 procent används till livsmedelsförpackningar och 40 procent för tekniska tillämpningar.


Tidigare användes tungmetaller som bly och kadmium som stabilisatorer. Kadmium förbjöds i Sverige som tillsats redan i början av 1980-talet och bly har den svenska branschen inte använt sedan 2002. I den europeiska PVC-branschens frivilliga åtagande VinylPlus ingår att man skulle fasa ut användningen av blystabilisatorer till slutet av 2015, vilket man också gjort. Läs mer på webbplatsen för VinylPlus.

Mer information om stabilisatorer finns på den europeiska branschorganisationens webbplats www.stabilisers.eu


Mjukgörare

För att göra PVC-plasten mjuk används så kallade mjukgörare. Utan mjukgörare är PVC ett styvt material som används till exempelvis avloppsrör och fönsterprofiler. Elsladdar och golv är exempel på produkter där mjukgjord PVC används.


Det finns en rad olika mjukgörare som kan användas i PVC. Vanligast är gruppen ftalater (olika ftalatestrar) sedan kommer tereftalater och cyklohexanoater. Andra sorters mjukgörare är adipater och azelater, som används i lågtemperaturapplikationer, och trimellitater som används vid högtemperaturapplikationer.

Fosforsyraestrar används för kombinerad mjukgörande och flamskyddande effekt i till exempel golv, belagd väv och folie. Det finns också polymera mjukgörare som består av molekyler som är mycket större än de andra grupperna. De uppvisar särskilt god motståndskraft mot migration till fettfaser, vilket gjort att de till stor del används i livsmedelsförpackningar.


Skillnaderna är stora mellan olika ftalaters miljö- och hälsoeffekter. Det visar de omfattande riskbedömningar som gjorts inom EU. Därför skiljer man idag på ftalater med hög molekylvikt (större molekyler) som DINP DIDP och DPHP, och de med lägre molekylvikt som DEHP, DBP och BBP.


De högmolekylära ftalaterna, DINP och DIDP, är varken hälso- eller miljöfarliga och dagens användning innebär inte heller någon risk. DINP och DIDP är registrerade i enlighet med den europeiska kemikalielagstiftningen (REACH) och dataunderlaget överträffade minimikraven på grund av det omfattande faktamaterial som finns. På tio år har användningen av de högmolekylära ftalaterna gått från strax över 40 procent till dagens över 80 procent i Europa.


Ftalaterna DEHP, DBP och BBP (lägre molekylvikt), är bedömda som både hälso- och miljöfarliga. De är registrerade enligt REACH och finns på kandidatlistan. Sedan februari 2015 behövs det auktorisation för att använda dessa i produktionen av produkter inom EU. Lågmolekylära ftalater är förbjudna i leksaker eller kosmetika, vilket då också gäller produkter tillverkade utanför EU. Användningen av de lågmolekylära ftalaterna har sjunkit under de senaste tio åren, från strax under 40 procent till idag 10 procent, i Europa.


I naturen bryts ftalaterna ner snabbt. De lagras därför inte i naturen. Det samma gäller för den exponering djur och människa kan utsättas för. Ftalaterna bryts snabbt ner i kroppen och utsöndras.

Mer information