افزودنی پلاستیک
پس از گسترش استفاده از پلاستیکها در سال 1950 و نیاز به ایجاد برخی خواص متفاوت در پلاستیک پایه سبب شد تا افزودنیهای مختلفی برای پلاستیک و پلیمر ارائه شوند. به طور کلی افزودنیها با اهدافی چون فرآیند پذیری شدن آن، بهبود خواص مکانیکی، بهبود ظاهر، کاهش قیمت و...به پلیمر پایه افزوده میشوند. امروزه افزودنیهای پلیمری از تنوع بالایی برخوردار هستند، بررسی بازار جهانی نشان میدهد بیش از 1000 کارخانه در سطح بین المللی در زمینه تولید انواع افزودنیها فعال میباشند که محصولات آنها روی هم رفته بیش از 30هزار گرید را شامل میشود. از این میان در حدود 500 گرید افزودنی کاربرد و مصرف بیشتری را دارند. این افزودنیها شامل نرم کننده، روان کننده، آنتی اکسیدان، استابلایزر نوری، انواع پیگمنت، براق کننده، شفاف کننده، آنتی بلاک، آنتی استاتیک، فیلر، استابلایزر حرارتی، اصلاح کننده ضربه، جاذب اسید، کمک فرآیند، عامل فوم زا میشوند. در بازار ایران در حدود 400 گرید افزودنی پلیمری خرید و فروش میشوند. بیشتر این افزودنیها در پلاستکهایی چون پی وی سی، پلی اتیلن، پلی پروپیلن مصرف میشوند.
آنتی اکسیدان
حرارت، تنش مکانیکی و نور UV سبب ایجاد رادیکال آزاد در پلیمر میشود. این رادیکال آزدد خود منجر به زرد شدن پلاستیک، کاهش خواص مکانیکی و کاهش عمر آن میشود. آنتی اکسیدانها عمدتا ترکیبات آلی هستند که طی واکنشهای بخصوصی سبب جذب رادیکال آزاد شده و در نتیجه از تخریب پلاستیک جلوگیری میکنند. آنتی اکسیدان پلیمر به دو دسته عمده آنتی اکسیدان اولیه و آنتی اکسیدان ثانویه تقسیم بندی میشود.
انواع آنتی اکسیدان برای پلاستیک
آنتی اکسیدانها به دو گروه اولیه و ثانویه تقسیم بندی میشوند. این نوع افزودنیها بخصوص در پلی اتیلن و پلی پروپیلن کاربرد بیشتری دارد. این مواد سبب جلوگیری از تخریب حرارتی پلاستیک در اثر حرارتی فرآیند و یا حرارتیهای محیطی میشوند.
تایواسترها |
فسفیت |
فنولیک |
آمین |
آنتی اکسیدان اولیه
این مواد دارای هیدروژن فعال بوده که به رادیکال آزد متصل شده و از گسترش فرآیند تخریب رادیکالی جلوگیری میکند. از جمله مهم ترین آنتی اکسیدان پلیمری آمینها میباشند. آنتی اکسیدن بر پایه آمین در واقع آمین آروماتیک میباشند، این مواد برای محصولات بهداشتی قابل استفاده نیستند و بیشتر در صنایع لاستیک و پلی یورتان استفاده میشوند.مصرف آنها در پلاستیکها محدود است. نوع دیگر آنتی اکسیدان پلیمر، آنتی اکسیدان فنولی است. این نوع مواد در انواع وزن مولکولی مختلف موجود میباشند. از جمله مهم ترین آنتی اکسیدان پلی فنولیک، آنتی اکسیدان 1010 میباشد.
آنتی اکسیدان ثانویه
این مواد با تجزیه پراکسیدها به مواد غیر فعال به عنوان مکمل آنتی اکسیدان اولیه استفاده شده و در کنار این مواد اثر هم افزایی دارند. از جمله ترکیبات مهمی که به عنوان استابلایزر ثانویه کاربرد دارند، ترکیبات فسفیتت آلی هستند. از جمله معروف ترین آنتی اکسیدان پایه فسفات آنتی اکسید 168 میباشد. این ترکیبات به پایدار رنگ پلیمر کمک میکنند. تایو استرها از دیگر ترکیباتی هستند که به عنوان استابلایزر ثانویه مورد استفاده قرار میگیرند.
نرم کننده
نرم کنندهها در دو نوع نرم کننده پلیمری و نرم کننده مونومری برای انواع پلاستیکها به منظور افزایش انعطاف پذیری و کاهش دما Tg استفاده میشوند. نرم کننده پی وی سی پر کاربرد ترین انواع نرم کننده است.
آنتی uv
آنتی یو وی در پلیمرهای مختلفی از جمله پی وی سی، پلی الفینها و پلی استر استفاده شده و از تخریب پلیمر در اثر نور UV جلوگیری میکند.
انواع آنتی یو وی و جاذب uv پلاستیک
نوری UV از انرژی بالایی برخوردار بوده و سبب شده تا پلاستیک تخریب شود و خواص مکانیکی آن کاهش یابد. آنتی یو وی در طیف گسترده ای پلاستیکها از جمله پلی الفین، پی وی سی، پلی کربنات و... اهمیت و کاربرد دارد.
بنزوآت |
بنزوفنون |
بنزوتری آزول |
ترکیبات HALS |
تری آزین |
سیانوآکریلات |
|
|
اصلاح کننده ضربه
این مواد اکثرا لاستیک و یا کوپلیمر لاستیکی بوده که در پلیمرهای مختلف به منظور افزایش مقاومت ضربه استفاده میشوند.
اصلاح کننده ضربه پلاستیک
اصلاح کننده ضربه بیشتر در پلیمرهای شکننده از جمله پی وی سی کاربرد دارد. با این حال اصلاح کننده ضربه در بسیاری از پلاستیکها از جمله پلی پروپیلن، ای بی اس و ... نیز کاربرد دارد. این ماده سبب بهبود مقاومت مکانیکی پلاستیکهای بازیافتی میشود.
پایه آکریلیک |
پایه ABS |
پایه EVA |
پایه CPE |
پایه MBS |
پلی الفین متالوسنی |
پایه EPDM |
پایه لاستیک |
کمک فرآیند
کمک فرآیند به منظور بهبود خواص مذاب، افزایش الاستیسته مذاب، جلوگیری از شکست مذاب و پخت بهتر به پلیمر اضافه میشوند. از جمله مهم ترین آنها کمک فرآیند آکریلیک و فلئورو پلیمرها میباشند.
افزودنی فوم زا
ترکیبات فوم زا یا فوم کننده، همانطور که از نام آنها مشخص است. برای ایجاد فومهای پلیمر استفاده میشوند. این مواد در فرآیند تولید و در دمای مشخصی تخریب شده و گاز ایجاد میکنند. از مهم ترین ترکیبات فوم زا میتوان به آزودی کربن آمید (Azodicarbonate) که با نام AC نشان داده شده، ترکیبات فوم زا بر پایه تترامین، ترکیبات فوم زا بر پایه تولئن سولفونیل تترازین یا TSH، ترکیبات فوم زا بر پایه بنزیل سولفونیل سمی کاربازید یا OBSH، ترکیبات بر پایه سدیم بی کربنات یا NC و ترکیبات بر پایه پلیمر آکریلیک که با نام اکسپندر (Expansible microsphere foaming) نیز شناخته میشوند، اشاره کرد. هر کدام از این عوامل فوم زا بر اساس ماهیت شیمیایی و هم چنین مواد اصلاح شده در آنها در یک دمای خاصی گاز ایجاد میکنند. همچنین شدت و نحوه ایجاد گاز در مواد مختلف، متفاوت است که سبب بزرگ یا کوچک شدن حباب ایجاد شده میشود.
افزودنی ضد شعله
افزودنی ضد شعله و باز دارنده شعله، موادی هستند که جهت جلوگیری، بازداشتن و یا کاهش اشتعال پذیری به پلاستیک افزوده میشوند. افزودنی ضد شعله هالوژه به شکل سنتی مورد استفاده قرار گرفته اند، این مواد عمدتا دارای ترکیبات کلر دار و برم دار بوده و در دوز مصرف پایین اثر گذار اند. دسته دیگر از افزودنیهای ضد شعله ترکیبات غیر هالوژنه (halogen free) میباشد.این ترکیبات شامل اکسیدهای فلزی و ترکیبات فسفردار هستند که عمدتا دردوز مصرف بالا استفاده میشوند. از جمله ضدشعلههای غیر هالوژنه میتوان به ترکیبات آلومینیوم و منیزیم هیدروکسید اشاره کرد.
پیگمنت یا رنگدانه
پیگمنت پلاستیک به دو دسته آلی و معدنی تقسیم بندی میشوند. مهم ترین پیگمنت پلاستیک تیتان دی اکسید، دوده، اکسید آهن پیگمنت الترامارین و فتالوسیانین هستند.
استابلایزر حرارتی
استابلایزر یا پایدارکننده حرارتی به منظور افزایش مقاومت پلاستیک در برابر حرارت استفاده میشود.
پایدارکننده یا استابلایزر حرارتی برای تولید پلیمرهای حساس به حرارت که مهم ترین آن پی وی سی میباشد کاربرد گسترده و مهمی دارند. این مواد از تخریب حرارتی پلاستیک جلوگیری کرده و خواص آن را بهبود میدهند.
باریم/زینک |
ترکیبات سرب |
کلسیم/زینک |
باریم/کادمیم/زینک |
ترکیبات قلع |
پایه مس |
ترکیبات آلی |
باریم/کادمیم |
روان کننده
روان کننده پلاستیک به منظور کاهش اصکاک بین فلز و یا کاهش اصطکاک بین ذرات پلیمری استفاده شده و به دو گروه روان کننده داخلی و خارجی تقسیم بندی میشوند.
روان کننده پلاستیک
روان کننده پلاستیک به دو گروه روان کننده داخلی و خارجی از نظر میزان قطبیت و سازگاری با پلاستیک مورد نظر تقسیم بندی میشوند. این مواد در طراحی اکثر فرمولاسیونهای پلاستیک از جمله تولید پی وی سی و انواع کامپاند استفاده میشود.
اسید چرب |
آمید چرب |
استر چرب |
وکس پارافین |
استئارات فلزی |
وکس پلی اتیلن |
وکس پارافین |
پایه سیلیکون |
فیلر یا پارکننده
نقش فیلر پلاستیک کاهش قیمت و افزایش برخی خواص مکانیکی از جمله دما HDT و مدول است. فیلرهای مهم پلاستیک شامل کربنات کلسیم، تالک،میکا، الیفا شیشه و الیاف چوب هستند.
افزودنی ضد قارچ یا جلبک
این مواد برای کاربردهایی از پلاستیک که در محیط بهداشتی و یا محیط مرطوب استفاده میشود، اهمیت دارد.
افزودنی آنتی بلاک
این افزودنی در واقع از چسبندگی لایه پلیمری جلولگیری میکند. این ماده در تولید انواع فیلم و ورق پلیمری کاربرد زیادی دارد.
براق کننده و پلاستیک و پلیمر (Optical brighteners)
افزودنی براق کننده که با نام عامل فلئورسنت نیز شناخته میشود. با استفاده از براق کننده، پلاستیکهای سفید، سفید تر شده، پلاستیک زرد شده یا بازیافتی سفید میشوندو پلاستیکهای رنگی براق تر و زیباتر میشوند. همچنین این ماده جهت بهبود رنگ پلاستیک بازیافتی نیز استفاده میشود. ترکیبات براق کننده در واقع سبب ایجاد نور آبی شده که در نهایت رنگ زرد را پوشانده و پلاستیک را سفیدتر و براق تر میکند. از جمله مهم ترین براق کنندههای مورد استفاده در صنعت پلاستیک براق کننده بر پایه بیس بنزوکسازول (bis-benzoxazole) از جمله OB1 و براق کننده OB میباشد.
مواد آنتی استاتیک
افزودنی آنتی استاتیک از تجمع الکتریسته ساکن در محصولات جلوگیری میکند.
سازگار کننده
این افزودنیها در تولید آلیاژ پلیمر و ایجاد سازگاری بین دو پلیمر استفاده میشوند.
افزودنی در پلیمرهای پودری بخصوص پی وی سی به صورت مستقیم در فرآیند تولید استفاده میشود اما در سایر پلاستیکها اغلب به صورت مستربچ درآمده و به پلیمر پایه اضافه مشود.