Plastisoly jsou disperze částic speciálních jakostí polymerů v kapalném změkčovadle .
Je známo značné množství různých plastisolů, avšak pouze plastisoly na bázi polyvinylchloridu (PVC plastisoly) nyní našly široké průmyslové využití . Za normálních podmínek jsou plastisoly stabilní a jsou to kapalná nebo pastovitá hmota a při zahřátí plastisol „želatinuje“ – rychle se mění v monolitickou plastickou směs s dobrými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi, vysokou elektrickou odolností a chemickou odolností.
K získání plastisolů se používá PVC získaný mikrosuspenzní nebo emulzní polymerací . Při těchto procesech vznikají neporézní částice malých rozměrů (1–2 μm), zatímco při procesech v suspenzi i ve sypkém stavu vznikají stokrát větší granule. Díky malé velikosti částic při pokojové teplotě je difúze změkčovadla do PVC tak pomalá, že k ní z praktického hlediska vůbec nedochází. Použití pryskyřice s relativně velkými částicemi zvyšuje tendenci k usazování a může snížit mechanické vlastnosti, průhlednost, lesk, rychlost želatinace plastizolu.
Pro přípravu plastisolů jsou vhodná primární univerzální změkčovadla a sekundární změkčovadla, která se používají i v jiných kompozicích na bázi polyvinylchloridu . Změkčovadla pro všeobecné použití (OH), jako je dioktylftalát (DOP), poskytují přijatelnou viskozitu plastisolu a manipulaci v celém koncentračním rozsahu . Sekundární změkčovadla mají omezenou kompatibilitu s PVC , což umožňuje jejich použití společně s primárními změkčovadly jako součást plastifikačního systému, ale při samostatném použití vylučují. Proto se v praxi častěji používají směsi primárních a sekundárních změkčovadel .
Pro tepelnou stabilizaci plastisolů se obvykle používají stejné stabilizátory jako pro jiné materiály na bázi polyvinylchloridu . Přednost se dává kapalným stabilizátorům, které na rozdíl od práškových nezvyšují viskozitu plastisolů.
Plnivo v obecném případě - jakákoli levná pevná, kapalná nebo plynná látka, která zabírá část objemu a snižuje cenu produktu. Při výrobě plastisolů se jako plniva používají drcené pevné látky. Nejpoužívanějšími plnidly jsou skleněné mikrokuličky, různé druhy uhličitanu vápenatého získávané z mramoru nebo vápence . Funkční plniva se přidávají pro zlepšení speciálních vlastností, například pro zvýšení objemového elektrického odporu výrobku, zvýšení meze kluzu plastisolů nebo pro snížení měrné hmotnosti . Kromě toho mohou plniva sloužit ke změně viskozity plastizolu, například koloidní oxid křemičitý nebo malé příměsi bentonitů výrazně zvyšují viskozitu plastizolu. Naproti tomu uhličitany vápenaté a barnaté nemají téměř žádný vliv na viskozitu ani při vysokých koncentracích. Často se jako plnivo pro snížení viskozity používá suspenzní polyvinylchlorid.
Také při výrobě plastisolů se používají pigmenty , retardéry hoření , antistatická činidla a další přísady, které se používají i v jiných kompozicích na bázi polyvinylchloridu.
V některých případech se do plastisolů zavádějí látky, které mění technologické vlastnosti, takže oxid vápenatý nebo hořečnatý absorbuje vlhkost. Silikonové kapaliny snižují povrchové napětí plastizolu. Oligoetherakryláty, diallylethery s iniciátory a další se používají k zajištění adheze plastisolu na kov nebo sklo.
Při běžných teplotách částice PVC v plastifikátorech prakticky nebobtnají , díky čemuž jsou plastisoly stabilní. Se zvýšením teploty se proces bobtnání zrychluje, změkčovadlo pomalu proniká do částic polymeru, které se zvětšují. Aglomeráty se rozpadají na primární částice. Se zvýšením teploty na 80–100 °C se viskozita plastizolu silně zvyšuje, volné změkčovadlo mizí a nabobtnalá zrna polymeru se dostávají do kontaktu. V této fázi, nazývané předželatinace, materiál vypadá zcela homogenně, ale produkty z něj vyrobené nemají dostatečné fyzikální a mechanické vlastnosti. Želatinace je dokončena pouze tehdy, když je změkčovadlo rovnoměrně rozloženo v polyvinylchloridu a plastisol se změní na homogenní těleso. V tomto případě se povrch nabobtnalých částic primárního polymeru spojí a vytvoří se změkčený polyvinylchlorid. Želatinizace je charakterizována teplotou, při které proces končí. Výrobky z plastizolu vystavené zahřívání na tuto teplotu mají maximální fyzikální a mechanické vlastnosti [1] .
Plastisol je sám o sobě meziproduktem, který se používá při výrobě velkého množství technického, domácího a speciálního zboží. Vzhledem k tomu, že plastisoly mají poměrně vysokou tekutost při vysokých smykových napětích a nízkých teplotách, lze z nich snadno vyrobit výrobky poměrně složitého tvaru. Plastisoly se zároveň vyznačují velmi vysokou viskozitou nebo dokonce úplnou netečností při malých smykových napětích, díky čemuž vyrobené výrobky neztrácejí svůj tvar, dokud plastisol neztuhne. Zpracování plastisolů zahrnuje lisování výrobků při pokojové teplotě a želatinaci při 120–200 °C, v důsledku čehož plastisol ztvrdne v celém svém objemu bez porušení homogenity systému. Způsob formování závisí na tvaru a účelu výrobku. Plastisoly se zpracovávají následujícími metodami: máčením, lisováním, rotačním lisováním, vytlačováním , nástřikem, sítotiskem a natíráním.
Namáčení spočívá v tom, že se modely nebo výrobky ponoří do nádoby s plastizolem, poté se vyjmou a zahřejí na 170-180 °C. Někdy se ponořené těleso předehřeje na 100–180 °C, v takovém případě lze jedním máčením získat produkt o tloušťce 0,5–3 mm. Touto metodou se zpracovávají plastisoly nízké nebo střední viskozity, které začínají téci při dostatečně vysokých smykových napětích. Musí mít také dostatečně vysokou životaschopnost, protože doba setrvání plastizolu v lázni může být dlouhá. Namáčením se získávají rukavice, palčáky, pipety, průchodky, těsnění atd. Na náhradní díly strojů a nástrojů se tímto způsobem nanášejí antikorozní, snadno odstranitelné nátěry. Kovové výrobky jsou pokryty plastizolem obsahujícím lepidlo. Plastisolové povlaky zabraňují odlétávání úlomků při explozi skleněných aerosolových lahviček.
Existují dva způsoby zpracování plastisolů litím do forem: litím do otevřených forem a litím s litím („obrácené máčení“). Tato metoda zpracovává plastisoly nízké nebo střední viskozity. Formy na odlévání jsou vyraženy z hliníku nebo získané galvanickým pokovováním z vrstev stříbra, niklu a mědi. Lití do otevřených forem se provádí na dopravníku, jehož pás nejprve prochází licím strojem a poté pecí a chladicí sekcí. Metoda je vhodná pro výrobu monolitických výrobků. Někdy se používají uzavřené formy, kdy se plastisol vstřikuje pod tlakem úzkým otvorem. Při lití s litím se plastisol vloží do formy předehřáté na 80–100 °C, kde se ponechá po určitou dobu dostatečnou k tomu, aby přilehlá vrstva materiálu vytvořila film. Poté se přebytečný kapalný plastisol vypustí a forma s přilnutým filmem se umístí do želatinační pece. Hotový výrobek se po částečném vychladnutí snadno vyjme z formy. Metoda se používá pro výrobu nádob, bot a jiných dutých výrobků.
Rotační lisování také vyrábí duté výrobky, jako jsou nádoby, figuríny, panenky, koule, plováky a další. K tomu se nadávkovaná část plastizolu vloží do kovové formy, která se hermeticky uzavře a otáčí ve třech na sebe kolmých rovinách, přičemž se zahřívá v peci. Po dokončení želatinace plastizolu se forma přenese do chladicí komory, kde se materiál ochladí. Poté se forma zastaví, otevře a hotový výrobek se vyjme.
Vytlačováním plastizolu se získávají především izolace pro dráty a elastické profily. Pro zpracování plastizolu touto metodou se používají speciální extrudéry s podlouhlým šnekem opatřeným jemnými řezy. Teplota bubnu extrudéru by měla být kolem 150 °C a teplota na výstupu z hubice by měla být kolem 180 °C. Samovolnému úniku plastizolu ze strojku zabraňuje síťka instalovaná před náustkem.
Stříkání se provádí pomocí pneumatických čerpadel přes bezvzduchovou stříkací pistoli. Nástřik se používá k nanášení nátěrů, které chrání spodek vozu před korozí a oděrem, a také k izolaci hluku. Na stejném zařízení je možné vstřikovat plastisol pomocí pistole ve formě turniketu na svary pro jejich utěsnění. Plastisol je také rozprašován v konstantním elektrickém poli vysokého napětí. Při takovém rozprašování vstupují částice plastizolu do zóny korónové negativní elektrody , získávají náboj a působením sil elektrického pole se ukládají na opačně nabitou elektrodu, jejíž roli hraje potažený produkt. Při tomto způsobu nástřiku se výrazně snižují ztráty materiálu pro disperzi ve vzduchu.
Natíráním se vyrábí umělá kůže, vinylové tapety, markýzy apod. Podstatou metody je roztírání materiálu na pohyblivou látkovou pásku nožem nebo mazacím válečkem.