افزودنی پلیمری ( افزودنی پلاستیکی )

افزودنی های پلاستیک ( پلیمری) چیست؟ برترین افزودنی رایج  صنعت پلاستیک و پلیمری کدام هستند؟

پیشرفت‌ علم در دنیای فرمول‌های افزودنی به پلاستیک‌ها این امکان را داده که صرف اینکه خوب به نظر برسند، نقش عملکرد را بر عهده بگیرند. افزودنی های پلاستیکی ویژه ای به طیف وسیعی از محصولات پلیمری اضافه می شود و خواص ویژه ای به آنها می بخشد.

یک نمونه بارز را می توان رزین آنتی استاتیک نام برد که تخلیه الکترواستاتیک را کاهش داده و باعث مدیریت گرما می شود. حتی می‌توان ترکیبات را مطابق با نیازهای طیف مقاومت سطحی تنظیم کرد. حتی این نوع پلاستیک می تواند در کاربردهای خاصی جایگزین فلز شود.

 

افزودنی های پلاستیکی چیست؟

 

پرکاربردترین افزودنی پلاستیکی چیست؟

 

1. مواد افزودنی ضد چسب (anti-block، ضد کلوخه شدن)

چسبندگی می تواند بر حلقه های تولید و ضبط فیلم تأثیر منفی بگذارد و گاهی اوقات فیلم را غیرقابل استفاده می کند. برای کاهش تماس بین فیلم‌ها و جلوگیری از چسبندگی، یک ماده افزودنی به سطح فیلم برای ایجاد یک اثر کششی زبر می‌شود که یک ضدچسبندگی پلیمری است.

افزودنی پلاستیکی ضد چسبندگی باید بسیار مؤثر باشد و کیفیت پایدار و قابل اعتمادی را نشان دهد و تأثیر کمی بر خواص فیلم، به ویژه فیلم‌های LLDPE و LDPE داشته باشد. از مواد ضد چسبندگی و افزودنی های ضد اصطکاک همراه با پلیمرها برای ایجاد محیط پردازش مناسب برای فیلم استفاده می شود.

مواد اصلی مواد افزودنی ضد چسبندگی پلاستیک معمولاً عبارتند از: دی اکسید سیلیکون مصنوعی (SiO2) (سیلیکون دودی، ژل سیلیکون، زئولیت) یا SiO2 طبیعی و معدنی (رس، دیاتومیت، کوارتز، تالک).

مواد مصنوعی این مزیت را دارند که فاقد کریستالیزاسیون (گرد و غبار گچ) هستند، در حالی که مواد طبیعی این مزیت را ندارند. بنابراین هنگام استفاده از مواد طبیعی نیاز به پردازش خاصی برای کاهش گرد و غبار بوده و همچنین روش چاپ نیز متفاوت است.

از نظر ایمنی، افزودنی‌های ضد چسبندگی و همچنین سایر افزودنی‌های پلاستیکی، مطابق با مقررات دولتی در مورد محصولات مرتبط با مواد غذایی، برای مصرف‌کننده نهایی بی‌ضرر هستند.

محصولاتی که اغلب به هم چسبیده می شوند : بسته بندی ها ، پلاستیک …

کلمپینگ (clumping) حالت چسبندگی بین لایه هایی است که به هم می چسبند و جداسازی آنها از یکدیگر را دشوار می کند. علت این پدیده می تواند ناشی از: تمایل به یکدیگر، بارهای مخالف، خلاء …

این پدیده باعث ایجاد مشکلات زیادی در فرآیند تولید مواد می شود:

باز کردن دهانه بسته شده مواد پلاستیکی دشوار می گردد.

قرار دادن محصول در داخل کیسه را مشکل می کند …

افزودنی های لغزنده یا مواد ضد چسبندگی سطح فیلم را خشن (زمخت) می کنند تا هوا به راحتی با فیلم تداخل پیدا کند و اثر خلاء را از بین ببرد. در برخی موارد خاص، یک جزء آنتی استاتیک اضافه می شود، به لطف ورود هوا، بخار ترکیب می شود و بارهای روی سطح غشاء را مسدود می کند. بدین ترتیب پدیده کلوخه شدن با ذرات باردار حذف می شود.

ترکیب ضد یخ می تواند غیر آلی یا آلی باشد:

• غیر آلی: سیلیس، تالک، CaCO3، سیلیکات آلومینا، کائولین، میکا و غیره بسته به ضخامت فیلم، ذرات غیر آلی مختلفی مورد نیاز است.
• ارگانیک: اتیلن بی استرامید، استئاریل اروکامید، گلیسرول مونو استئارات، استئارات روی، تفلون، …

 

معیارهای انتخاب مواد افزودنی ضد چسب پلاستیک:

• اندازه ذرات: بر عملکرد افزودنی و خواص فیزیکی محصول نهایی تأثیر می گذارد.
• سطح: بر ضریب اصطکاک غشا و میزان سایش دستگاه تأثیر می گذارد.
• وزن مخصوص: وزن نسبی محصول را نشان می دهد.
• تراکم: بر کیفیت محصول نهایی تأثیر می گذارد.

انواع متداول افزودنی های پلاستیکی نچسب:

خاک دیاتومه
پودر تالک
پودر کربنات کلسیم (CaCO3)
سنتز سیلیس و سیلیکات

 

2. افزودنی شفاف

در حین فرآوری، تعدادی از عوامل می توانند شفافیت محصول را کاهش دهند مانند پرکننده ها، استفاده از پلاستیک بازیافتی و …. بنابراین مخزن ته نشینی راه حل موثری برای حل مشکل فوق است. حل این مشکل، هم میزان براقیت محصول را افزایش می دهد و هم به کاهش هزینه ها برای تولید کننده کمک می کند.

تنها با استفاده از درصد کمی برای افزایش شفافیت دانه، کیفیت و هزینه بالقوه، می توان از طریق کاهش زمان چرخه و صرفه جویی در انرژی به مزایایی دست یافت. با افزودن مقدار کمی از این مواد افزودنی پلاستیک در داخل آن به تأثیر مطلوبی بر خواص جوش، چسباندن یا پردازش و همچنین چسبندگی جوهر چاپ، چسب … دست خواهید یافت.

کاربرد:

افزودنی های پلاستیکی در زمینه پالستیک استفاده و به کار می روند که عمدتاً در موارد زیر استفاده می شود:

• با پلاستیک PP: محصولات خانگی، فیلم pp، فیلم پروفیل، سینی جعبه …
• با پلاستیک پلی اتیلن: بسته بندی LLDPE، پلاستیک مشبک، پلاستیک خانگی، کیسه فوم HDPE…

 

3. پرکننده برای پلاستیک: مستربچ پرکننده

فیلر مستربچ (taical) یک پرکننده مبتنی بر کربنات کلسیم (CaCO۳)است که در صنعت پلاستیک برای تغییر خواص مختلف ترپنتین یا رزین پلیمری به منظور کاهش هزینه های تولید برای مشتری استفاده می شود.

حوزه افزودنی های پلاستیکی مورد استفاده در این زمینه ها:

• کاهش هزینه در تولید فیلم، بسته بندی پلاستیکی، کیسه های خرید و کیسه های پلی اتیلن PE.
• تولید پانل سقفی، فریم، درب پلاستیکی.
• تولید لوله های پی وی سی PVC و لوازم پلاستیکی، کابل برق.
• کاربرد در قالب گیری، قالب گیری تزریقی سایر محصولات پلاستیکی…

 

4. PP. افزودنی سخت کننده

در فرآیند پردازش پلاستیک PP، بسته به نوع پلاستیک و ویژگی های محصول، پلاستیک بر انقباض اثر می گذارد، محصول اغلب پیچ خورده، شکل ناهموار و غیره است و باعث ایجاد مشکلاتی در فرآیند پردازش می شود. مونتاژ و استفاده. دلایل زیادی می تواند وجود داشته باشد که معمولا به دلیل مرحله خنک سازی محدود است که به شکل گیری سریع محصول کمک نمی کند.

سخت‌کننده به شکل‌دهی سریع محصول کمک می‌کند و باعث شفاف‌تر شدن محصول می‌شود، نه اینکه پیچ بخورد یا تغییر شکل دهد. نه تنها این، سخت کننده به کاهش چرخه پرس نیز کمک می کند، در نتیجه راندمان تولید را افزایش می دهد و به کاهش هزینه ها کمک می کند.

5. مواد افزودنی پلاستیک ضد اشعه ماوراء بنفش

پرتوهای فرابنفش هنگامی که در معرض نور خورشید یا سایر نورهای مصنوعی قرار می گیرند، می توانند پیوندهای پلیمری را بشکنند. این یک فرآیند تخریب فتوشیمیایی است و عامل اصلی شکستن پیوند، گچی، تغییر رنگ و بدتر شدن خواص فیزیکی پلیمرها است.

برای مبارزه با آسیب اشعه ماوراء بنفش، یک راه حل استفاده از یک پاک کننده رادیکال آزاد – تثبیت کننده نور آمین مانع (HALS) است. HALS در برابر تضعیف نور برای اکثر پلیمرها بسیار موثر است.

آنها UV را جذب نمی کنند اما با واکنش با رادیکال های آزاد (که باعث تجزیه پلیمر می شوند) کار می کنند. بدین ترتیب به محصولات پلاستیکی کمک می شود تا خواص مکانیکی خود را حفظ کنند و زمان استفاده از محصولات پلاستیکی را طولانی تر کنند. با محتوای بسیار کم HALS می توان به اثرات قابل توجهی دست یافت.

مطالب مرتبط : لیتوپن

 

6. مواد افزودنی پلاستیک ضد الکتریسیته ساکن

در طول پردازش، ذرات پلاستیک به طور مداوم با یکدیگر اصطکاک دارند و یک جاذبه الکترواستاتیکی ایجاد می‌کنند. این امر منجر به ایجاد مقدار مشخصی گرد و غبار بر روی سطح پلاستیکی می شود که باعث کاهش شفافیت و همچنین زیبایی محصول می شود.

افزودنی های رزین آنتی استاتیک برای اتصال بین رزین پایه و جزء آنتی استاتیک ایجاد می شوند که توانایی شارژ شدن روی سطح فیلم را کاهش می دهد و تولید را ایمن تر و کارآمدتر می کند. در عین حال وضعیت جاروبرقی و گردگیری محصولات را هنگام نمایش و نگهداری به حداقل برسانید.

 

2 نوع افزودنی پلاستیک آنتی استاتیک وجود دارد:

• آنتی استاتیک ناپایدار: شامل خشک کننده سطح، نمک آلی، گلیکول، پلی اتیلن گلیکول..
• آنتی استاتیک با ماندگاری طولانی: پلی هیدروکسی پلی آمین ها (PHPA)، پلی آلکیلن و کوپلیمرهای پلی اکریلیک.

کاربرد:

افزودنی پلاستیک ضد الکتریسیته ساکن برای کاهش الکتریسیته ساکن برای PE, PP … در زمینه های:

• فیلم دمیده شده
• قالب گیری تزریقی، اکستروژن لوله، دمیدن بطری.

 

7. افزودنی های پلاستیکی مقاوم در برابر شعله

بیشتر پلاستیک ها به دلیل ساختار مولکولی زنجیره کربنی خود بسیار قابل اشتعال هستند. بنابراین، برای بهبود مقاومت این ماده در برابر آتش، افراد از افزودنی های ضد شعله با مکانیسم زیر استفاده می کنند:

ایجاد یک لایه محافظ روی سطح فاز جامد (لایه اولیه)

خاموش کردن رادیکال های آزاد در فاز گاز عمل می کند

برخی از مواد افزودنی متداول مقاوم در برابر شعله:
هالوژن بازدارنده شعله: حاوی پلیمرهای هالوژن است

مشتقات DOPO: مشتقات پلی فنل هیدروکسیل/آمین، پلی فسفات آمونیوم، ملامین فسفات…

بازدارنده های آتش غیر آلی: هیدروکسید آلومینیوم [Al(OH) 3]، هیدروکسید منیزیم [Mg(OH) 2]، فسفر قرمز، گرافیت منبسط شده، پلی فسفات آمونیوم (APP)…

بازدارنده های آلی شعله: N – دی آمینو – بنزن (2 – هیدروکسی) 4 دی بنزیل استر اسید. دی متیل متیل فسفات (DMMP).

مطالب مرتبط : دی اکسید تیتانیوم

 

8. افزودنی پلاستیک ضد مه

اصطلاح “مه” برای توصیف تراکم بخار آب روی یک فیلم پلاستیکی به شکل قطرات کوچک و جداگانه آب استفاده می شود. سرمازدگی زمانی اتفاق می‌افتد که توده‌های هوا با بخار آب محصور می‌شوند و تا دمای کمتر از تراکم سرد می‌شوند. تراکم بخار آب معمولاً زمانی مشاهده می شود که مواد غذایی در بسته بندی های پلاستیکی در یخچال و گلخانه ها نگهداری می شوند. برای غلبه بر این پدیده، عوامل ضد زنگ مورد تحقیق و توسعه قرار می گیرند.

عوامل ضد مه که به عنوان ضد مه نیز شناخته می شوند، مواد شیمیایی هستند که از متراکم شدن آب به صورت قطرات در آن سطح مانند مه جلوگیری می کنند. مواد افزودنی رایج ضد مه:

PLA: پلی استر آلیفاتیک از نظر انرژی سطحی و خواص قطبی در مقایسه با الفین ها مشابه PET است.

Lanxess AF DP1-1701: سیستم پوشش ضد مه و ضد تراکم مورد استفاده برای پانل های سفت و سخت، پانل های چند جداره، تخته راه راه و سایر محصولات نهایی ساخته شده از پلی کربنات، محصولات قالب گیری تزریقی از همان مواد. ..

 

9. افزودنی روشن کننده نوری

سفید کننده نوری (که معمولاً به عنوان “سوپر سفید کننده” شناخته می شود) یک ماده نسبتاً رایج در صنعت پلاستیک است. آنها توانایی بالایی در جذب نور ماوراء بنفش و فرابنفش دارند و انرژی نور جذب شده را به امواج نور مرئی تبدیل می کنند که از رنگ آبی تا بنفش متغیر است. آنها نور ساطع می کنند، بنابراین به آنها نورتاب نیز می گویند.

استفاده از سفید کننده های نوری به طور قابل توجهی ظاهر و رنگ محصول را بهبود می بخشد زیرا:

کمک می کند تا محصول کمتر تغییر رنگ دهد (مخصوصاً زمانی که محصول از ضایعات استفاده می کند)

رنگ ها را روشن تر و زنده تر کنید.

 

برخی از پاک کننده های فلورسنت امروزی:

• OB-1: مناسب برای سفید کردن پلی استر، نایلون، پلی پروپیلن، PVC، ABS، EVA، پلی استایرن…
• OB: پودر بی بو، سبز روشن، محلول در اکثر حلال های آلی مانند آلکان ها، چربی ها، روغن های معدنی، پارافین ها.
• KCB: پودر کلی به رنگ روشن، غیر سمی، بی بو و نامحلول در آب، مقاوم در برابر حرارت است.
• KSB: پودر رنگ روشن، غیر سمی، بی بو، نامحلول در آب، اما محلول در اکثر حلال های آلی.
• FP (127): سفیدی بالا، رنگ زیبا، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر خوردگی بالا، محلول در حلال های آلی، سازگاری خوب با PVC و پلی استایرن.
• DBH: دارای شدت فلورسانس قوی، سفیدی بالا، مقاوم در برابر حرارت در 330 درجه سانتیگراد
• KSN: سازگاری خوب با پلاستیک، استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب، مناسب برای سفید کردن پلی استر و پلاستیک.
• KB: شدت فلورسانس قوی و سفیدی بالا، مقاومت در برابر حرارت.

مطالب مرتبط : باریت

 

10. افزودنی های پلاستیکی زیست تخریب پذیر

تجزیه کامل پلاستیک زمان زیادی طول خواهد کشید، که امروزه یک مشکل زیست محیطی نگران کننده است. یک افزودنی تجزیه تجزیه را کنترل می کند و پلاستیک را در پایان چرخه به ماده ای با ساختار مولکولی کاملاً متفاوت تبدیل می کند. این ساختار قادر است به مولکول های ساده مانند: CO2، H2O، CH4، ترکیبات معدنی یا زیست توده تجزیه شود.

در حال حاضر در بازار افزودنی های زیادی برای حمایت از تجزیه زیستی در تولید پلاستیک وجود دارد. آنها بیشتر از مواد آلی دوستدار محیط زیست سنتز می شوند. افزودنی های Reverte در این میان برجسته هستند.

Reverte وظیفه تبدیل محصولات غیرقابل تجزیه زیستی مانند کیسه های پلاستیکی یا کیسه های نایلونی را به یک جسم با خواص زیست تخریب پذیر مانند یک موجود طبیعی (مشابه برگ ها، حیوانات و گیاهان…) دارد. وظیفه اصلی Reverte کوتاه کردن مداوم زنجیره مولکولی پلی اولفین تحت تأثیر اکسیژن، نور خورشید و دما است.

 

11. مواد افزودنی برای افزایش تخلخل برای محصولات پلاستیکی

افزودنی فومینگ روشی برای ایجاد منافذ در داخل محصولات پلاستیکی است که تولیدکنندگان از آن برای کاهش حجم، کاهش میزان پلاستیک تولید شده و در عین حال تضمین کیفیت محصول استفاده می کنند. محصول خروجی دارای خواص عایق حرارتی و صوتی بهبود یافته است، دوام ساختار پلاستیکی را افزایش می دهد و انقباض و بیرون زدگی روی سطح پلاستیک را به حداقل می رساند.

دو نوع افزودنی فوم برای پلاستیک ها بر اساس نوع عامل کف کننده وجود دارد:

• عامل کف کننده فیزیکی: نیتروژن هوای فشرده، CO2 مایع به عنوان هیدروکربن های آلیفاتیک با زنجیره کوتاه
• عوامل کف کننده شیمیایی: آزودیکابونامید (ADC)، آزیزو بوتیلریک، بنزن، سولفونیل هیدازید.

 

12. افزودنی دئودورانت پلاستیکی

استفاده از افزودنی های دئودورانت پلاستیکی به طور فزاینده ای محبوب، گسترده و مرتبط با زندگی روزمره مردم است. به عنوان مثال، اسباب بازی های کودکان، محصولات خانگی، کیسه های مواد غذایی، لوازم التحریر، مواد لوله های پلاستیکی و غیره در بسیاری از موارد محصولات پلاستیکی نه تنها از مواد پلاستیکی ساخته می شوند، بلکه در دوزهای معین یا مقادیر کمی از مواد بازیافتی به مواد افزودنی نیز اضافه می شوند. عمدتا مواد پلاستیکی

علت افزودن مواد افزودنی و مواد بازیافتی باعث شده است که محصولات پلاستیکی حاوی بوهایی مانند C2H4، H2S، SO2، AMIN، NH3 باشند. ممکن است مقداری از بو در طول زمان منتشر شود، اما هنوز مقداری بو در محصول باقی می‌ماند، حتی اگر محصول برای مدت طولانی استفاده می‌شود و تحت تأثیر دمای خارجی قرار می‌گیرد، بو منتشر می‌شود و بر محیط زیست و انسان تأثیر می‌گذارد.

 

13. مواد افزودنی ضد پیری برای محصولات پلاستیکی

افزودنی های ضد پیری این قابلیت را دارند که محدوده دمایی محدود را برای پلاستیک ها افزایش دهند و عمر پلاستیک را چندین برابر افزایش دهند تا زمان استفاده طولانی تر شود. این افزودنی با کاهش سرعت توسعه واکنش ناشی از اکسیژن یا پراکسید عمل می کند.

پرکننده های ضد پیری از موادی استفاده می کنند که دو نوع عامل ضد پیری شامل فنونیک، آمین، مخلوطی از گوگرد یا فسفر هستند.

مطالب مرتبط : خرید اسید استئاریک

 

14. افزودنی لغزش

اصل عملکرد روان کننده در ترکیب پلیمری یک جزء بسیار متحرک با ضریب اصطکاک لغزشی کم است. در شرایط ماشینکاری شده، آنها به عنوان یک بافر انعطاف پذیر بین مولکول ها و بین پلیمر و دیواره دستگاه عمل می کنند.

نرم کننده ها معمولاً موادی با اندازه مولکولی کم، ضریب اصطکاک پایین و نقطه ذوب آنها نیز پایین است. آنها به راحتی بلافاصله پس از ماشینکاری به سطح خارجی محصول مهاجرت می کنند و یک بالشتک لغزنده مطلوب بر روی سطح محصول تشکیل می دهند، به طوری که محصول به آرامی روی سطوح تماس می لغزد.

 

15. افزودنی های پایداری (Stability Additives)

افزودنی های پلاستیکی به افزایش پایداری محصولات پلاستیکی در طول فرآیند تولید کمک می کنند. از جمله تثبیت کننده های حرارتی، تثبیت کننده های UV و …

افزودنی تثبیت کننده حرارتی که عمدتاً برای پلاستیک سخت و نرم PVC استفاده می شود، برای اطمینان از پایداری پلاستیک کار می کند و هنگام پردازش در دمای ذوب تجزیه نمی شود. برای ایجاد مستربچ افزودنی پایدار حرارتی می‌توان از مواد آلی مانند نمک، کادمیوم، کلسیم، روی و غیره استفاده کرد.

افزودنی های تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش که به عنوان افزودنی های ضد اشعه ماوراء بنفش نیز شناخته می شوند، از هیدروکسی بنزو، استرهای اکریلیک اسید، هیدروکسی فنیل، بنزتریازول ها و غیره برای محافظت از پلاستیک ها در هنگام قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید در فضای باز استفاده می کنند.