Plastyfikatory w formulacjach powłok

Plastyfikatory służą do kontrolowania procesu tworzenia filmu powłok opartych na fizycznie schnących materiałach filmotwórczych. Właściwe tworzenie powłoki jest niezbędne, aby spełnić wymagania dotyczące specyficznych właściwości powłoki, takich jak wygląd suchej powłoki, przyczepność do podłoża, elastyczność, w połączeniu z jednocześnie wysokim poziomem twardości

Plastyfikatory działają poprzez obniżenie temperatury tworzenia filmu i uelastyczniają powłokę; plastyfikatory działają poprzez wbijanie się między łańcuchy polimerów, oddalanie ich od siebie (zwiększenie „wolnej objętości”), a tym samym znaczne obniżenie temperatury zeszklenia polimeru i zmiękczenie go.

Cząsteczki w polimerowych materiałach tworzących błonę, takich jak nitroceluloza (NC), zazwyczaj wykazują niską ruchliwość łańcuchów, co tłumaczy się silnym oddziaływaniem molekularnym (wyjaśnionym siłami van der Waalsa) łańcuchów polimeru. Rolą plastyfikatora jest zmniejszenie lub całkowite uniemożliwienie tworzenia takich wiązań mostkowych. W przypadku polimerów syntetycznych można to osiągnąć przez wprowadzenie uelastyczniających segmentów lub monomerów, które sterycznie utrudniają oddziaływanie molekularne; ten proces modyfikacji chemicznej jest znany jako „plastyfikacja wewnętrzna”. Dla naturyral produktów lub twardych polimerów o słabym przetworzeniu, opcją są plastyfikatory do użytku zewnętrznego w formulacji powłoki

Plastyfikatory oddziałują fizycznie z cząsteczką spoiwa polimerowego, bez reakcji chemicznej i tworzą jednorodny układ. Oddziaływanie opiera się na specyficznej strukturze plastyfikatora, zwykle zawierającego ugrupowania polarne i niepolarne, i skutkuje obniżeniem temperatury szkła (Tg). W celu zapewnienia wysokiej wydajności plastyfikator powinien mieć możliwość penetracji żywicy w warunkach tworzenia filmu.

Plastyfikatory klasyczne to materiały o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak estry ftalanów. Jednak od niedawna preferowane są produkty wolne od ftalanów, ponieważ stosowanie estrów ftalanów jest ograniczone ze względu na obawy dotyczące bezpieczeństwa produktu.