در مورد افزودنی های پلیمری چه می دانید ؟

 

افزودنی های پلیمری یکی از پرمصرف ترین مواد پلیمری هستند که امروز می خواهیم در مورد آن ها صحبت کنیم.

آیا ما همه چیز را در مورد افزودنی های پلیمری می دانیم؟

می دانیم افزودنی های پلیمری شامل چه موادی می شود؟

افزودنی پلیمری چیست؟

تعداد زیادی از پلاستیک ها به عنوان موادی برای زندگی روزمره یا مصارف صنعتی ما ساخته شده اند. مانند مواد برای سپرها و قطعات داخلی خودروها. لوازم الکتریکی از جمله تلویزیون و تلفن های همراه، ظروف و بسته بندی مواد غذایی.

در کاربردهای عملی، بیشتر پلاستیک ها حاوی انواع مختلفی از افزودنی های پلیمری هستند. که هر کدام به مقدار کمی اضافه می شوند. این افزودنی‌های پلیمری به حفظ عملکرد پلاستیک یا ایجاد قابلیت‌های جدید کمک می‌کنند. پلاستیک ها ذاتاً فاقد پایداری کافی در برابر گرما و نور هستند. به همین دلیل، پلاستیک ها به راحتی در معرض گرما یا اشعه ماوراء بنفش در معرض نور خورشید. در طی فرآیند قالب گیری یا استفاده قرار می گیرند و تجزیه می شوند. چنین قرار گرفتن در معرض خواص ذاتی پلیمرها را مختل می کند. و در نتیجه کیفیت محصولات حاصل را کاهش می دهد.

 به عنوان مثال، هنگامی که مواد در دمای بالا استفاده می شوند. یا در معرض نور خورشید قرار می گیرند. مانند مواد داخلی خودرو، در طول استفاده به سرعت تخریب می شوند. در این نوع محیط ممکن است پلیمر تغییر رنگ دهد. خواص آن را مختل کند و/یا دوام مورد نیاز یک پلاستیک را مختل کند.

برای جلوگیری از تخریب پلیمرها، افزودن مقادیر کم تثبیت کننده موثرتر و مقرون به صرفه تر از اصلاح خود پلیمر است.

تعداد زیادی از تثبیت کننده ها ساخته شده است. و مطابق با نوع یا کاربرد پلاستیک مربوطه انتخاب و ترکیب می شوند. افزودنی های پلیمری به تبدیل پلاستیک به یک ماده گسترده کمک کرده است.

 به عنوان مثال، پلی پروپیلن به طور گسترده در خودروها، لوازم خانگی و کالاهای رفاهی استفاده می شود. اما اگر پلی پروپیلن بدون آنتی اکسیدانت در اجاق با دمای 150 درجه سانتیگراد نگهداری شود. در عرض 24 ساعت اکسیژن می گیرد و تجزیه می شود. در مقابل، پلی پروپیلن حاوی 0.4 درصد آنتی اکسیدانت حتی پس از 2000 ساعت یا بیشتر تجزیه نمی شود. یعنی طول عمر آن به طور چشمگیری بهبود می یابد. در حالی که هم چنان خواص و ویژگی های ذاتی پلی پروپیلن را حفظ می کند.

 

 

 

 

انواع افزودنی های پلیمری و کاربرد آن ها:

نرم کننده ها (پلاستی سایزرها):

نرم کننده ها انعطاف پذیری و دوام پلاستیک ها را بهبود می بخشند. آنها در تعدادی از پلاستیک ها استفاده می شوند. با این حال، تقریبا 90٪ از تمام نرم کننده ها برای تولید PVC انعطاف پذیر استفاده می شود. نرم کننده ها اساساً حلال های غیرفرار هستند.

 رایج ترین نرم کننده ها عبارتند از:

• استرهای فتالاتیک،
• تریملیتی،
• بنزوئیک ،
• اسید آدیپیک.

 این ترکیبات با وزن مولکولی کم به عنوان فاصله‌دهنده بین زنجیره‌های پلیمری عمل می‌کنند. و مانع انرژی دورانی را کاهش می‌دهند. بنابراین انعطاف‌پذیری پلاستیک را بهبود می‌بخشند. نرم کننده ها همچنین دمای پردازش را کاهش می دهند. و بسیاری از خواص فیزیکی و مکانیکی دیگر را تغییر می دهند.

اصلاح کننده های ضربه:

اصلاح‌کننده‌های ضربه به پلاستیک‌های شکننده اضافه می‌شوند. تا توانایی جذب ضربه را بهبود بخشند. که یک نیاز مهم برای پلاستیک‌های مورد استفاده در کاربردهای مهندسی است. اصلاح‌کننده‌های ضربه گاهی به پلاستیک‌های سخت‌تر اضافه می‌شوند.

به دلیل اثرات مضر برخی از افزودنی‌ها، مقداری از چقرمگی ذاتی خود را از دست می‌دهند. اصلاح‌کننده‌های ضربه معمولی الاستومرهای (عملکردی) مانند:

• لاستیک بوتادین و اکریلیک‌های (متقابل) هستند.
• کوپلیمرهای بلوکی مانند SBS، NBR و EPDM.
• لاستیک های هسته-پوسته با هسته لاستیکی نرم و پوسته سخت مانند کوپلیمرهای پیوند هسته-پوسته ABS، NBR.

 

 

 

 

روان کننده ها و تقویت کننده های جریان:

مواد افزودنی هستند که فرآیند پذیری رزین را بهبود می بخشند. و با کاهش اصطکاک (روان کننده های خارجی) و با کاهش ویسکوزیته توده (روان کننده های داخلی) از آسیب به تجهیزات قالب گیری جلوگیری می کنند.

• روان کننده های خارجی:

 معمولی صابون های فلزی، اسیدهای چرب، پارافین و پلی اتیلن کم MW هستند. این ترکیبات به سطح مشترک بین رزین مذاب و سطح فلزی تجهیزات پردازش مهاجرت کرده و اصطکاک را کاهش می دهند.

• روان کننده های داخلی:

 جریان رزین را تقویت کرده و پر شدن قالب را تسهیل می کنند. روان کننده های داخلی رایج عبارتند از استرهای چرب، موم های EVA و پلی اتیلن اکسید شده.

• دسته سوم مواد افزودنی فرآوری:

 عوامل رهاسازی قالب (مواد قالب گیری) هستند. که از چسبیدن محصول پلاستیکی به قالب و کاهش عیوب سطحی جلوگیری می کنند. روغن های سیلیکون، گرافیت، استئارات روی و دی سولفید مولیبدن اغلب برای این منظور استفاده می شوند. اگر روان کننده های فوق الذکر آزادسازی قالب را به اندازه کافی فراهم نکنند.

ضد شعله:

بازدارنده های شعله اشتعال پذیری پلاستیک ها را کاهش می دهند. آن ها را می توان به ترکیبات معدنی و آلی تقسیم کرد.

 متداول ترین مواد بازدارنده معدنی عبارتند از:

• هیدروکسید آلومینیوم (همچنین به عنوان تری هیدرات آلومینیوم یا ATH شناخته می شود)،
• هیدروکسید منیزیم،
• بورات روی،
• اکسیدهای آنتیموان
• هیدرومگنزیت (معدنی کربنات منیزیم هیدراته).

 متداول ترین بازدارنده های آلی شعله:

• ترکیبات کلردار و
• برم دار هستند.

 اثربخشی آن ها با محتوای هالوژن افزایش می یابد. که می تواند تا 80 درصد وزنی هالوژن باشد. سایر مواد بازدارنده آلی متداول، ارگانوفسفره ها و ارگانوفسفونات ها هستند. گاهی اوقات از ترکیب دو ضد اشتعال استفاده می شود که کارایی آن ها را افزایش می دهد.

آنتی اکسیدان ها و سایر تثبیت کننده ها:

این ترکیبات تخریب پلاستیک را در طول پردازش و سرویس در هنگام قرار گرفتن در معرض گرمای بیش از حد، اکسیژن، ازن و تشعشع کاهش می دهند.

دو دسته اصلی از آنتی اکسیدان ها عبارتند از:

• حذف کننده های رادیکال آزاد
• و حذف کننده های پراکسید .

پاک کننده های رادیکال آزاد گاهی اوقات آنتی اکسیدان های اولیه نامیده می شوند. در حالی که حذف کننده های پراکسید اغلب آنتی اکسیدان های ثانویه یا تجزیه کننده های هیدروپراکسید نامیده می شوند.

• پرمصرف ترین آنتی اکسیدان های اولیه فنل های دارای مانع فضایی و،
• رایج ترین آنتی اکسیدان های ثانویه ترکیبات فسفر سه ظرفیتی (فسفیت ها) هستند.

 آنها اغلب به صورت ترکیبی برای دستیابی به اثرات مهاری هم افزایی استفاده می شوند. تثبیت کننده های مهم دیگر تثبیت کننده های نور آمین مانع (HALS) و جاذب های نور UV هستند که بازدارنده های موثری در برابر تخریب ناشی از رادیکال های آزاد یا UV در طول سرویس هستند.

 

 

 

خلاصه:

در بالا به برخی از افزودنی های پلیمری اشاره شد. پس می توان مطالب بالا را در چند سطر زیر خلاصه کرد:

افزودنی ها اجزای ضروری در فرمولاسیون پلیمری برای حفظ و گسترش خواص پلیمری هستند. بسیاری از کلاس های افزودنی امروزه به عنوان کالاها و محصولات استاندارد دیده می شوند. که از تولید کنندگان مختلف در دسترس هستند و در بسیاری از زمینه ها کاربرد دارند. این فصل مهم‌ترین کلاس‌های افزودنی‌ها و همچنین اطلاعات کلی در مورد ساختارها و مکانیسم‌های شیمیایی، روش‌های آزمایش و نمونه‌های استفاده در کلاس‌های پلیمری انتخابی را ارائه می‌کند.

 برخی از کلاس های افزودنی عبارتند از:

• آنتی اکسیدان ها،
• تثبیت کننده های حرارتی پلی وینیلیدین کلراید (PVC)،
• تثبیت کننده های نور،
• بازدارنده های شعله،
• نرم کننده ها و مواد مهارکننده.

 

 

 

خرید:

شرکت علمی سازان پاسارگاد با برند کانگورو تامین کننده مواد اولیه پلیمری می باشد. جهت خرید مواد اولیه پلیمری با شماره 88064800 تماس حاصل نمائید. کارشناسان ما آماده ثبت سفارشات و ارائه مشاوره به شما می باشند.

 

 

 

 

نگارنده: مهناز معصومی راد

منابع: https://www.adeka.co.jp

        https://polymerdatabase.com

       https://onlinelibrary.wiley.com