يجب حل مشكلة استبدال أملاح الرصاص بمثبتات الكالسيوم والزنك

تتكون مثبتات الكالسيوم والزنك المركبة الصلبة بشكل أساسي من صابون حمض الستياريك، يليه صابون حمض اللوريك ثم صابون حمض الأوليك. يتميز هذا المنتج بخصائص تزييت جيدة، ولا يُخفض درجة تليين منتجات PVC الصلبة، مما يجعله مناسبًا لمعالجة أنابيب وقطاعات PVC الصلبة.
تتغلب المنتجات المصنعة بتقنية الاستحلاب الدقيق على العيوب المذكورة سابقًا. ويركز الباحثون على جانبين لتحسينها: أولهما، لتحسين اللون الأولي، إضافة كمية كافية من صابون الزنك، واستخدام عوامل مخلبية لجعل كلوريد الزنك غير ضار. يُعرف هذا الأسلوب باسم التنسيق العالي للزنك. أما الجانب الثاني، فيتمثل في تقليل كمية صابون الزنك المضافة لكبح احتراق الزنك، واستخدام إضافات لتغيير اللون الأولي. يُعرف هذا الأسلوب باسم التنسيق المنخفض للزنك. لا يقتصر استخدام هذه التقنية على المنتجات اللينة فحسب، بل تم تطبيقها بنجاح أيضًا في معالجة المنتجات الصلبة، نظرًا لتأثيرها الإيجابي على الثبات الحراري والشفافية. وذلك للحفاظ على الحد الأدنى من اللون الأولي وكبح احتراق الزنك في نظام الكالسيوم/الزنك.
بشكل عام، تلتصق أملاح الرصاص بسطح جزيئات البولي فينيل كلوريد (PVC) فقط، مما يعيق اندماجها، ويؤخر عملية التلدين بشكل ملحوظ، ويقلل الاحتكاك بينها، ويحد من القص داخلها. وبذلك، تستطيع معدات المعالجة تحمل أحمال أقل. وكلما زادت كمية أملاح الرصاص المستخدمة، كلما صغرت جزيئاتها، وازداد تأثيرها وضوحًا.
تتميز المنتجات التقليدية الصديقة للبيئة، مثل مثبتات الكالسيوم والزنك، بكهرسلبية عالية، مما يُؤدي إلى انجذابها بين المجموعات القطبية والعقد الحادة لراتنج PVC أثناء عملية التلدين، مُشكلةً مُركبات ذات طاقة رابطة قوية، وبالتالي إضعاف أو إزالة تجاذب الروابط الأيونية في طبقات PVC المختلفة. هذا يُسهّل انتشار أجزاء سلسلة PVC المتشابكة، ويُضيّق الحدود بين المجموعات الجزيئية، مما يُعزز تلدين راتنج PVC. يُؤدي هذا إلى زيادة سريعة في ضغط الانصهار، وانخفاض في لزوجة الانصهار، وارتفاع في درجة الحرارة، وانخفاض في درجة حرارة التلدين بعد تلدين الراتنج جزئيًا في قسم التغذية. وبذلك، تحدث عملية تلدين انتقالي للراتنج مرة أخرى.
نظراً لأن معدات معالجة البولي فينيل كلوريد التقليدية مصممة للعمل مع مثبتات أملاح الرصاص، فإن إضافة كميات كافية من مواد التشحيم لا تمنع زيادة تلدين الراتنج في الوقت المناسب، كما أنها تُخل بتوازن التشحيم الأصلي. يستهلك استخدام مصهور البولي فينيل كلوريد في مرحلة التجانس كمية كبيرة من مثبت الحرارة، ولكنه لا يحقق اللزوجة والمرونة المثاليتين لتلبية متطلبات إنتاج البولي فينيل كلوريد الصلب. هذه مشكلة يجب أن تحلها مثبتات الكالسيوم والزنك كبديل لأملاح الرصاص.