ثنائي أوكتيل فثالات (DOP)، المعروف أيضًا باسم ديوكتيل فثالات، هو ملدن يُستخدم على نطاق واسع، خاصة في إنتاج منتجات البولي فينيل كلوريد (PVC) المرنة.

التركيب ثنائي أوكتيل فثالات (DOP) هو مركب عضوي من نوع الإستر مشتق من حمض الفثاليك، ويُستخدم عادة كملدن في صناعة البلاستيك المرن. يتكون تركيبه من حلقة بنزين مركزية مرتبطة بمجموعتي إستر، كل منهما متصلة بسلسلة ألكيلية طويلة تتكون من ثمانية ذرات كربون (ومن هنا جاء اسم "أوكتيل"). ترتبط هذه السلاسل الألكيلية بمجموعة الفثالات من خلال روابط إسترية. يتيح هذا التركيب الجزيئي للبوليمرات التحرك بحرية أكبر من خلال زيادة المسافات بين سلاسلها وتقليل القوى بين الجزيئية، مما يساهم في تأثير التلدين ويجعل المواد مثل PVC أكثر مرونة وسهولة في التشكيل. الصيغة الكيميائية لـ DOP هي C24H38O4.

الخصائص ثنائي أوكتيل فثالات (DOP) هو سائل زيتي شفاف، عديم اللون إلى أصفر باهت، وله رائحة عطرية خفيفة. تبلغ نقطة غليانه حوالي 384 درجة مئوية، ونقطة انصهاره أقل من -30 درجة مئوية، وكثافته حوالي 0.986 جم/سم³ عند 20 درجة مئوية. لا يذوب عمليًا في الماء، ولكنه قابل للذوبان في معظم المذيبات العضوية مثل الكحول والبنزين والإيثر. ويُعرف بثباته الحراري الجيد، ويُستخدم لإضفاء المرونة والمتانة على البلاستيك، على الرغم من أنه يمكن أن يتحلل بمرور الوقت في درجات الحرارة العالية، مطلقًا مركبات قد تكون ضارة. ورغم أن له سمية حادة منخفضة، إلا أن التعرض الطويل أو المكثف له قد يؤدي إلى آثار صحية سلبية، خصوصًا فيما يتعلق بالسمية التناسلية، ويُعتبر من المعطلات المحتملة للغدد الصماء. وبسبب هذه المخاوف، يتم تنظيم استخدامه بشكل متزايد، خاصة في ألعاب الأطفال وعبوات المواد الغذائية. يُستخدم بشكل أساسي كملدن في منتجات PVC المرنة مثل الأرضيات، والكابلات، والجلد الصناعي، كما يُستخدم أيضًا في منتجات المطاط. ومع ذلك، ونظرًا لانخفاض قابليته للتحلل البيولوجي وتأثيره البيئي المحتمل، يجري البحث عن بدائل خالية من الفثالات.

تطبيقات ثنائي أوكتيل فثالات (DOP):

• ملدن لـ PVC: يُستخدم بشكل رئيسي في منتجات PVC المرنة مثل الأرضيات، والجلد الصناعي، والأفلام البلاستيكية.

• صناعة المطاط: يُستخدم لتحسين مرونة ومتانة المنتجات المطاطية.

• الكابلات الكهربائية: يزيد من مرونة ومقاومة الأسلاك والكابلات للعوامل الجوية.

• مستحضرات التجميل والعناية الشخصية: يُستخدم أحيانًا في منتجات مثل طلاء الأظافر والكريمات (رغم أن استخدامه أصبح أقل شيوعًا).

• الطلاءات والدهانات: يُستخدم كملدن في أنواع معينة من الدهانات والطلاءات لتحسين المرونة.

مزايا ثنائي أوكتيل فثالات (DOP):

• تحسين المرونة: يُحسن بشكل كبير من مرونة وسهولة تشكيل PVC والبوليمرات الأخرى.

• ثبات حراري جيد: يتحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل جيد، مما يُناسب التطبيقات المعرضة للحرارة.

• انخفاض معدل التبخر: تقلبه المنخفض يجعله فعالًا على مدى طويل.

• فعالية من حيث التكلفة: يُعد أقل تكلفة نسبيًا مقارنة ببعض الملدنات البديلة.

عيوب ثنائي أوكتيل فثالات (DOP):

• مخاطر صحية: يُصنف كمعطل محتمل للغدد الصماء ومرتبط بالسمية التناسلية.

• أثر بيئي: لا يتحلل بسهولة بيولوجيًا وقد يتراكم في البيئة، مما يُشكل خطرًا على الحياة البرية.

• مشكلات تنظيمية: تزايد القيود والحظر على استخدام الفثالات في المنتجات الاستهلاكية، خاصة تلك التي تُلامس الطعام أو منتجات الأطفال.

• قابلية الهجرة: يمكن أن يهاجر DOP من البلاستيك بمرور الوقت، مما قد يؤدي إلى تلوث البيئة أو المواد المحيطة.

• السمّية: يمكن أن يؤدي التعرض المطول أو الكثيف له إلى آثار ضارة، خاصة من خلال امتصاص الجلد أو الاستنشاق أو الابتلاع.

المُعَدِّلات للبوليمرات هي إضافات تُستخدم لتحسين أو تعديل خصائص المواد البوليمرية. يمكن أن تُحسِّن هذه المُعدِّلات من المرونة، ومقاومة الصدمات، وسهولة المعالجة، والثبات الحراري، أو خصائص أخرى حسب التطبيق.

أنواع المُعدِّلات للبوليمرات:

1. مُعدِّلات الصدمات – تُحسِّن المتانة وتُقلل الهشاشة (مثل ABS، MBS، والمُعدِّلات المعتمدة على المطاط).

2. الملدنات – تزيد من المرونة وتقلل من الصلابة (مثل الفثالات، والأديبات).

3. مساعدات المعالجة – تُعزز تدفق المادة المنصهرة وتسهل المعالجة (مثل البوليمرات المشتركة الأكريليكية).

4. المُثبتات – تحمي البوليمرات من التحلل بفعل الحرارة أو الأشعة فوق البنفسجية أو الأكسدة (مثل مُثبتات الأشعة فوق البنفسجية، ومضادات الأكسدة).

5. مُثبطات اللهب – تقلل القابلية للاشتعال (مثل المركبات المحتوية على الهالوجين، والإضافات القائمة على الفوسفور).

6. الحشوات والتعزيزات – تُحسِّن القوة الميكانيكية (مثل الألياف الزجاجية، والكربون الأسود، والسيليكا).

7. مُتوافِقات البوليمرات – تُحسِّن امتزاج الخلطات البوليمرية (مثل البوليمرات المحورة بلا أنهيدريد المالييك).

التركيب يتكوَّن المُلدِّن عادةً من جزيء عضوي صغير ومرن يحتوي على مناطق قطبية وغير قطبية. تدخل هذه الجزيئات بين سلاسل البوليمر، مما يُقلل من القوى بين الجزيئات ويزيد من المرونة. يحتوي معظم الملدنات على بنية مركزية تضم مجموعات وظيفية مثل الإسترات أو الإيثرات أو الفوسفات، مما يعزز التوافق مع البوليمرات. تُعد الفثالات، مثل فثالات ثنائي(2-إيثيل هكسيل) (DEHP)، من أشهر الملدنات وتتميز بحلقة بنزين وسلاسل ألكيلية مرتبطة بروابط إستيرية. أما الأديبات، مثل أديبات ثنائي(2-إيثيل هكسيل) (DEHA)، فلها سلسلة خطية أليفاتية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة. وتُقدِّم التريمليتات، مثل تريمليت ثلاثي(2-إيثيل هكسيل) (TOTM)، مقاومة جيدة للحرارة العالية بفضل نواتها العطرية وثلاث مجموعات إسترية. كذلك تُستخدم إسترات الفوسفات، مثل فوسفات ثلاثي الفينيل (TPP)، كمُلدِّنات مقاومة للاشتعال. من خلال تعديل البنية البوليمرية، تُعزِّز الملدنات المرونة، والمتانة، وسهولة المعالجة، مما يجعلها ضرورية في تطبيقات مثل PVC، والمطاط، والطلاءات.

الخصائص يمتلك المُلدِّن عددًا من الخصائص الأساسية التي تُعزز من مرونة البوليمرات وسهولة معالجتها ومتانتها. عادة ما يكون منخفض التقلب، مما يمنع تبخره بسرعة ويُضمن فعاليته طويلة الأمد. ويجب أن يتمتع بتوافق عالٍ مع مصفوفة البوليمر لتجنب الانفصال أو الهجرة. كما أن الثبات الحراري ضروري لتحمل درجات الحرارة العالية أثناء المعالجة أو الاستخدام دون تحلل. من خلال خفض درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)، تُصبح المواد أكثر ليونة وقابلية للانثناء عند درجات حرارة منخفضة. يتمتع أيضًا بقوة إذابة جيدة، تساعد على تشتيت سلاسل البوليمر وتقليل صلابتها. وتمنع مقاومة الاستخلاص فقدان الملدن عند التعرض للماء أو الزيوت أو المواد الكيميائية. وتُوفر بعض الملدنات مقاومة للاشتعال، مثل إسترات الفوسفات. كما تُحسن المرونة الميكانيكية من خلال زيادة الاستطالة ومقاومة الصدمات وتقليل الهشاشة. وتُوفِّر بعض الملدنات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والأكسدة، مما يمنع تحلل البوليمر نتيجة التعرض للضوء أو الهواء. هذه الخصائص تجعل الملدنات ضرورية في تطبيقات مثل PVC، والمطاط، والمواد اللاصقة، والطلاءات، والإيلاستومرات، حيث تكون المرونة والمتانة من المتطلبات الأساسية.

تطبيقات الملدنات المعدِّلة:

• منتجات PVC – تُستخدم في PVC المرن مثل الكابلات، والأرضيات، والأنابيب، والجلد الصناعي.

• صناعة المطاط – تُعزز من الليونة والنعومة في المنتجات المطاطية.

• المواد اللاصقة والمانعة للتسرب – تُحسن من المرونة وخصائص الالتصاق.

• الطلاءات والدهانات – تُحسن من قابلية الانتشار والمتانة.

• الأجهزة الطبية – تُستخدم في المواد المرنة مثل أكياس المحاليل والأنابيب.

• صناعة السيارات – تُستخدم في المكونات الداخلية ولوحات العدادات والحشوات المرنة.

• المنسوجات والأفلام – تُستخدم في الأقمشة الصناعية والأفلام البلاستيكية لتحسين النعومة.

مزايا الملدنات المعدِّلة:

• تزيد من مرونة وليونة البوليمرات.

• تُحسن من قابلية المعالجة أثناء التصنيع.

• تُقلل من الهشاشة وتعزز مقاومة الصدمات.

• تُخفض درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)، مما يُحسن الأداء في الظروف الباردة.

• يُوفر البعض مقاومة للاشتعال لزيادة الأمان.

• تُعزز من الاستطالة ومتانة المواد.

عيوب الملدنات المعدِّلة:

• بعض الملدنات مثل الفثالات تُثير مخاوف صحية وبيئية.

• قد تحدث مشكلات الهجرة، مما يؤدي إلى فقدان الخصائص بمرور الوقت.

• بعض الملدنات قد تُسبب عدم توافق كيميائي مع أنواع معينة من البوليمرات.

• تقلب بعض الأنواع قد يؤدي إلى تحلل المادة أو ظهور روائح كريهة.

• بعض الملدنات تُقلل من القوة الميكانيكية عند التركيزات العالية.

• الأثر البيئي قد يكون مثيرًا للقلق، خاصة بالنسبة للملدنات غير القابلة للتحلل الحيوي.