در تولید سیم و کابل از پلیمرهای مختلف در لایه های عایقی استفاده می گردد . کابل های ویژه استفاده در چاه های آب شرب یا کابل های درون چاهی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و در تولید آنها از پلیمرهای مختلفی استفاده می گردد . پلیمرهای مورد استفاده در صنعت سیم و کابل عمدتا” آلیاژی می باشد اما نکته قابل توجه در کابل های درون چاهی اینست که پلیمر مورد استفاده در این نوع از محصولات می بایستی فاقد عناصر مضر سلامت از جمله مواد شیمیایی آلی همچون فتالات ها بوده و اصطلاحا” بایستی بهداشتی باشد .

 

بر اساس الزامات استاندارد ملی ایران شماره 1053 مواد شیمیایی آلی  به مجموعه ای از مواد غیر معدنی اطلاق می گردد که در ساختار ملکولی خود دارای عنصر کربن می باشند و شامل هیدروکربن های آلیفاتیک ، هیدروکربن های آروماتیک و سایر مواد هستند . برخی از این مواد شیمیایی پتانسیل سمی کردن آب و ایجاد عوارض سوء در کوتاه مدت یا دراز مدت در سلامت انسان را دارند .

 بر این اساس مقدار این عناصر در آب آشامیدنی می بایستی از حدود مجاز بیان شده در استاندارد فوق تجاوز ننماید .

یکی از این مواد شیمیایی گروه فتالات ها هستند که با توجه به نقش آنها در بروز عوارض مختلف در بدن انسان از اهمیت بسزایی برخوردارند . این گروه از مواد شیمیایی عمدتا” به عنوان نرم کننده در پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرند .

 

عمل آلیاژ کردن پلیمرها از همان ابتدای ظهور این صنعت وجود داشته است ، زیرا این عوامل به عنوان جداکننده مولکول‌ها عمل کرده و باعث می‌شــوند مولکول‌ها هنگام چرخش به نیروی کمتری احتیاج داشته وقابلیت جریان‌پذیری مواد را در دمای بسیار پایین‌تر از دمای تجزیه را امکان پذیر نمایند. به دلیل فاصله کوتاه بین مولکول ها و نیروی کششی قوی بین آنها، پلیمری همچون پی وی سی در دمای محیط سخت است . وقتی گرم می شود انرژی حرکت مولکول ها بیشتر از نیروی بین مولکولی می شود، که فاصله ی مولکولی را افزایش می دهد و در نتیجه رزین نرم              می شود. وقتی پلاستی سایزر در این مرحله به پی وی  سی اضافه می شود مولکول های پلاستی سایزر بین مولکول های پی وی سی قرار میگیرد و از نزدیک شدن مولکول های پی وی سی به هم جلوگیری می کند. در نتیجه مولکول های پلیمر حتی در دمای محیط دور از هم قرار میگیرند و نرمی آن حفظ می شود. بعــدها مشخص شد که این مواد نقش‌های دیگری هم ایفا می‌کنند یکی کم کردن ویسکوزیته مواد مذاب، دیگری تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه مثل افزایش نرمی، کاهش سختی، افزایش انعطاف پذیری، کاهش دمای سرد (Tg)  و… که به چنین موادی نرم‌کننده اطلاق می‌شود.   افزایش میزان نرم‌کننده باعث افزایش میزان انعطاف‌پذیری می‌شود.

نرم­کننده هایی نظیر اکتیل فتالاتها– تری تولیل فسفات و دی اکتیل سباسات دارای نزدیکترین پارامتر انحلال‌پذیری با پارامتر انحلال‌پذیری PVC بوده و دارای ســازگاری زیاد با  PVCبوده و کاربرد عمده دارند و به عنوان نرم کننده اولیه شناخته می شوند.

در این میان تری تولیل فسفات دارای نزدیکترین پارامتر انحلال‌پذیری با PVC است و بالاترین سرعت ژل شدن را دارد ، اما محصول بدست آمده بسیار منعطف می‌باشد . در حالیکه سباسات‌ها دارای دورترین پـــارامترانحلال‌پذیری هستند و کندتر ژل می‌شـــوند و برای محصولاتی با انعطاف‌پذیری در دمای پائین بکار برده می‌شوند، اما محصول بدست آمده در دمای اتاق شکننده است.

در واقع مولکول‌های نرم‌کننده با نفوذ بین مولــکول‌های پلیمر باعث کاهش تماس بین مولکول‌ها شده و تولید حجم آزاد اضافی می‌نماید که باعث فرآیندپذیری بهتر آمیزه می‌شود، در ضمن با مولکول‌های پلیمر نوعی اتصال عرضی برقرار می‌نماید که هر چه این اتصال قویتر باشد اثر فضاسازی بیشتر خنثی می‌شود.

هرچه اندازه نرم‌کننده‌‌ها بزرگتر باشند در دمای اتاق دارای سرعت ژل شدن کمتری می‌باشند؛ لذا در دمای حدود ۱۵۰ درجه سانتیگراد در یک مدت زمان کوتاه اختلاط مولکولی اتفاق می‌افتد، به این دلیل محصولاتی با انعطاف‌پذیری مختلف بسته به نوع و مقدار نرم‌کننده بدست می‌آید.

فتالات‌ها از جهت درجه بر هم کنش بینابین بوده و در واقع بهترین گروه نرم‌کننده‌ها محسوب می‌شوند که بهترین آنها عبارتند از :

• دی ایزو اکتیل فتالات(DIOP)
• دی ۲–اتیل هگزیل فتالات  DOP)یا(DEHP
• دی آلفانیل فتالات(DAP)
• دی نونیل فتالات(DNP)
• دی ایزو دسیل فتالات(DIDP)

 

فتالات ها :

فتالات ها دی آلکیل یا استرهای آلکیل آریل از 1 و 2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید هستند که بعنوان نرم کننده در پلاستیک ها استفاده می گردند و قابلیت انعطاف و دوام به آنها می دهند . فتالات ها در فرم خالص معمولا” مایعات شفاف هستند . تا کنون سمیت حاد ناشی از فتالات ها گزارش نشده است و سمیت مزمن آنها محدود به مطالعات آزمایشگاهی شامل اثرات هپاتوتوکسیک ، تراتوژنیک و کارسینوژنیک بوده است . با این حال امروزه نگرانی اصلی با فتالات به پتانسیل مختل کنندگی غدد درون ریز بدن محدود می شود . انسان می تواند از طریق مواجهه مستقیم و مصرف محصول آلوده یا مواجهه غیر مستقیم و نشت فتالات درون سایر محصولات ( همچون مهاجرت از پلیمر کابل به درون آب شرب ) و یا آلودگی محیط عمومی در تماس با فتالات ها قرار گیرد . بعلاوه انسان از طریق غذا ، تماس پوستی ، هوای داخل ساختمان ، هوای آزاد ، خاک ، مواد آرایشی – بهداشتی و آب آشامیدنی در مواجهه با این ترکیبات قرار می گیرد .

سم شناسی فتالات ها :

اثرات سمیت حاد با فتالات ها عمدتا” بر روی پوست ، چشم و غشای موکوزی دماغ و دستگاه تنفس می باشد . عقیمی با فتالات در رت ها ، خرگوش ها و قورباغه های آزمایشگاهی دیده شده است ولی اطلاعات کافی در مورد تماس انسان و اثرات مضر تولید مثلی با فتالات ها وجود ندارد . همچنین دستگاه تولید مثلی مردان حساسیت بیشتری نسبت به تماس با فتالات دارد و این در حالیست که حساسیت زنان کمتر است . DEHP شناخته شده ترین فتالات سمی برای تولید مثل می باشد .

بر این اساس پیشنهاد می گردد تا در تولید محصولاتی که در تماس با انسان هستند همچون وسایل پزشکی و نیز محصولاتی که بصورت غیر مستقیم با سلامتی انسان مرتبط می باشند همچون        کابل های مورد استفاده در چاه های آب شرب از پلیمرهای عاری از فتالات اعم از دی – ( 2 – اتیل هگزیل ) ترفتالات ( DEHT ) و یا فتالات های دی آلکیل با طول زنجیره بلند همانند دی ( 2 – اتیل هگزیل ) فتالات ( DEHP ) استفاده گردد .