Los plastisoles son dispersiones de partículas de grados especiales de polímeros en un plastificante líquido .
Se conoce un número significativo de plastisoles diferentes, sin embargo, sólo los plastisoles basados en cloruro de polivinilo (plastisoles de PVC) han encontrado ahora un amplio uso industrial . En condiciones normales, los plastisoles son estables y son una masa líquida o pastosa, y cuando se calientan, el plastisol se "gelatiniza", se convierte rápidamente en un compuesto plástico monolítico con buenas propiedades físicas y mecánicas, alta resistencia eléctrica y resistencia química.
Para la obtención de plastisoles se utiliza PVC obtenido por microsuspensión o polimerización en emulsión . En el curso de dichos procesos, se forman partículas no porosas de pequeño tamaño (1–2 μm), mientras que en los procesos en suspensión y a granel, se forman gránulos cientos de veces más grandes. Debido al pequeño tamaño de partícula a temperatura ambiente, la difusión del plastificante en el PVC es tan lenta que, desde un punto de vista práctico, no se produce en absoluto. El uso de resina con partículas relativamente grandes aumenta la tendencia a la sedimentación y puede reducir las propiedades mecánicas, la transparencia, el brillo y la tasa de gelatinización del plastisol.
Para la preparación de plastisoles, son adecuados los plastificantes primarios de uso general y los plastificantes secundarios, que también se utilizan en otras composiciones a base de cloruro de polivinilo . Los plastificantes de uso general (OH) como el ftalato de dioctilo (DOP) proporcionan una viscosidad y manejo aceptables del plastisol en todo el rango de concentración . Los plastificantes secundarios tienen una compatibilidad limitada con el PVC , lo que les permite usarse junto con plastificantes primarios como parte de un sistema de plastificación, pero exudan cuando se usan individualmente. Por lo tanto, en la práctica, se utilizan con mayor frecuencia mezclas de plastificantes primarios y secundarios .
Para la estabilización térmica de los plastisoles se suelen utilizar los mismos estabilizadores que para otros materiales a base de policloruro de vinilo . Se da preferencia a los estabilizadores líquidos que, a diferencia de los en polvo, no aumentan la viscosidad de los plastisoles.
Relleno en el caso general: cualquier sustancia sólida, líquida o gaseosa de bajo costo que ocupa parte del volumen y reduce el costo del producto. En la producción de plastisoles, los sólidos triturados se utilizan como rellenos. Los rellenos más utilizados son las microesferas de vidrio, una variedad de carbonato de calcio que se obtiene del mármol o la piedra caliza . Los rellenos funcionales se agregan para mejorar propiedades especiales, por ejemplo, para aumentar la resistencia eléctrica volumétrica del producto, aumentar el límite elástico de los plastisoles o para reducir la gravedad específica . Además, los rellenos pueden servir para cambiar la viscosidad del plastisol, por ejemplo, el óxido de silicio coloidal o pequeñas adiciones de bentonitas aumentan significativamente la viscosidad del plastisol. Por el contrario, los carbonatos de calcio y bario casi no tienen efecto sobre la viscosidad, incluso a niveles altos. A menudo, el cloruro de polivinilo en suspensión se usa como relleno para reducir la viscosidad.
También en la producción de plastisoles , se utilizan pigmentos , retardantes de llama , agentes antiestáticos y otros aditivos, que también se utilizan en otras composiciones a base de cloruro de polivinilo.
En algunos casos, se introducen sustancias en los plastisoles que cambian las propiedades tecnológicas, por lo que el óxido de calcio o magnesio absorbe la humedad. Los fluidos de silicona reducen la tensión superficial del plastisol. Los acrilatos de oligoéter, los éteres dialílicos con iniciadores y otros se utilizan para dar adherencia al plastisol al metal o al vidrio.
A temperaturas ordinarias, las partículas de PVC prácticamente no se hinchan en los plastificantes , lo que hace que los plastisoles sean estables. Con un aumento de la temperatura, el proceso de hinchamiento se acelera, el plastificante penetra lentamente en las partículas de polímero, que aumentan de tamaño. Los aglomerados se desintegran en partículas primarias. A medida que la temperatura aumenta a 80–100 °C, la viscosidad del plastisol aumenta considerablemente, el plastificante libre desaparece y los granos de polímero hinchados entran en contacto. En esta etapa, denominada pregelatinización, el material parece completamente homogéneo, pero los productos elaborados a partir de él no tienen suficientes características físicas y mecánicas. La gelatinización se completa solo cuando el plastificante se distribuye uniformemente en cloruro de polivinilo y el plastisol se convierte en un cuerpo homogéneo. En este caso, la superficie de las partículas de polímero primario hinchadas se fusiona y se forma el cloruro de polivinilo plastificado. La gelatinización se caracteriza por la temperatura a la que finaliza el proceso. Los productos hechos de plastisol, sometidos a calentamiento a esta temperatura, tienen máximas características físicas y mecánicas [1] .
Por sí mismo, el plastisol es un producto intermedio que se utiliza en la producción de una enorme lista de bienes técnicos, domésticos y especiales. Debido al hecho de que los plastisoles tienen una fluidez relativamente alta a altas tensiones de cizallamiento y bajas temperaturas, es fácil fabricar productos de forma relativamente compleja a partir de ellos. Al mismo tiempo, los plastisoles se caracterizan por una viscosidad muy alta o incluso una ausencia total de fluidez con tensiones de cizallamiento bajas, por lo que los productos fabricados no pierden su forma hasta que el plastisol se endurece. El procesamiento de plastisol incluye productos de moldeo a temperatura ambiente y gelatinización a 120–200 °C, como resultado de lo cual el plastisol se endurece en todo su volumen sin violar la homogeneidad del sistema. El método de moldeo depende de la forma y el propósito del producto. Los plastisoles se procesan mediante los siguientes métodos: inmersión, moldeo, rotomoldeo, extrusión , aspersión, serigrafía y esparcimiento.
La inmersión consiste en que los modelos o productos se sumergen en un recipiente con plastisol, luego se retiran y se calientan a 170-180 °C. A veces, el cuerpo sumergido se precalienta a 100–180 °C, en cuyo caso se puede obtener un producto con un espesor de 0,5–3 mm en una sola inmersión. Este método procesa plastisoles de baja o media viscosidad, que comienzan a fluir con esfuerzos de cizallamiento suficientemente altos. También deben tener una viabilidad suficientemente alta, ya que el tiempo de residencia del plastisol en el baño puede ser largo. Por inmersión se obtienen guantes, mitones, pipetas, casquillos, juntas, etc.. Mediante este método se aplican revestimientos anticorrosivos fácilmente removibles a las piezas de repuesto de máquinas y herramientas. Los productos de metal están revestidos con plastisol que contiene un adhesivo. Los revestimientos de plastisol evitan que los fragmentos vuelen cuando explotan las botellas de aerosol de vidrio.
Hay dos formas de procesar plastisoles mediante el vertido en moldes: vertido en moldes abiertos y vertido con vertido ("inmersión inversa"). Este método procesa plastisoles de baja o media viscosidad. Los moldes para verter se estampan en aluminio o se obtienen por galvanoplastia a partir de capas de plata, níquel y cobre. El vertido en moldes abiertos se lleva a cabo en un transportador, cuya cinta pasa primero por la máquina de vertido, y luego por el horno y la sección de enfriamiento. El método es adecuado para la producción de productos monolíticos. A veces se utilizan moldes cerrados, donde el plastisol se inyecta a presión a través de un orificio estrecho. Cuando se vierte con vertido, el plastisol se coloca en un molde precalentado a 80–100 °C, donde se mantiene durante algún tiempo, suficiente para que la capa cercana a la pared del material forme una película. Después de eso, el exceso de plastisol líquido se drena y la forma con la película adherida se coloca en un horno de gelatinización. El producto terminado después del enfriamiento parcial se retira fácilmente del molde. El método se utiliza para la fabricación de contenedores, botas y otros productos huecos.
El rotomoldeo también produce productos huecos, como contenedores, maniquíes, muñecas, pelotas, flotadores y otros. Para ello, se carga una porción dosificada de plastisol en un molde metálico, que se sella herméticamente y se gira en tres planos perpendiculares entre sí, mientras se calienta en un horno. Una vez que se completa la gelatinización del plastisol, el molde se transfiere a una cámara de enfriamiento para enfriar el material. Luego se detiene el molde, se abre y se retira el producto terminado.
Por extrusión de plastisol se obtienen principalmente aislamientos para alambres y perfiles elásticos. Para el procesamiento de plastisol por este método, se utilizan extrusoras especiales con un tornillo alargado equipado con cortes finos. La temperatura del cilindro del extrusor debe estar alrededor de los 150°C y la temperatura a la salida de la matriz debe estar alrededor de los 180°C. La fuga espontánea de plastisol de la máquina se evita mediante una malla instalada delante de la boquilla.
La pulverización se realiza mediante bombas neumáticas a través de una pistola airless. La pulverización se utiliza para aplicar revestimientos que protegen los bajos de un automóvil de la corrosión y la abrasión, así como para aislar el ruido. En el mismo equipo, es posible inyectar plastisol a través de una pistola en forma de torniquete sobre las soldaduras para sellarlas. El plastisol también se rocía en un campo eléctrico constante de alto voltaje. Con tal pulverización, las partículas de plastisol entran en la zona del electrodo corona negativo , adquieren una carga y, bajo la acción de las fuerzas del campo eléctrico, se depositan en un electrodo con carga opuesta, cuyo papel desempeña el producto revestido. Con este método de pulverización se reduce significativamente la pérdida de material por dispersión en el aire.
El esparcimiento se usa para hacer cuero artificial, papel tapiz de vinilo, toldos, etc. La esencia del método es esparcir el material sobre una cinta de tela en movimiento con un cuchillo o un rodillo para untar.