افزودنی های پلیمری چیست؟

تولید پلاستیک در طول زمان به طور قابل توجهی تکامل یافته است. پلاستیک ها در ابتدا با استفاده از چند ماده طبیعی تولید می شدند، اما اکنون هزاران پلاستیک از طیف گسترده ای از مواد طبیعی و مصنوعی فرموله شده اند. یکی از تغییرات بزرگ در طول زمان در فرمولاسیون پلاستیک، استفاده از افزودنی های پلیمری است.

افزودنی ها مواد شیمیایی هستند که برای بهبود فرآیند پذیری، افزایش طول عمر و یا دستیابی به خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب در محصول نهایی به پلیمر پایه اضافه می شوند. در حالی که محتوای افزودنی ها معمولا تنها چند درصد است، تاثیر آنها بر عملکرد و پایداری پلیمر قابل توجه است. هنگامی که مواد افزودنی اضافه می شوند، ترکیب پلیمری به عنوان مستربچ نامیده می شود و بر این اساس پردازش می شود.

انواع افزودنی های پلیمری

گزینه های بی شماری در مورد مواد افزودنی وجود دارد و هر کدام بهبود خاصی در عملکرد یا پایداری پلیمر ارائه می دهد. انتخاب مواد افزودنی مناسب برای پلیمر شما ممکن است کار سختی به نظر برسد، به همین دلیل از شخصی که تخصص گسترده در زمینه افزودنی ها و رزین های مختلف دارد سوالات مربوطه خود را بپرسید.

در زیر دسته های رایج افزودنی های پلیمری آورده شده است. حتی در یک دسته خاص مانند بازدارنده های شعله، گزینه های افزودنی متعددی وجود دارد. افزودنی که برای یک پلاستیک معین بهترین است به شدت به پلیمر پایه (برای اطمینان از سازگاری) و کاربرد محصول نهایی بستگی دارد.

روان کننده ها: پلیمرهای پایه اغلب سفت هستند و انعطاف پذیری و رئولوژی یا جریان، خواص مورد نیاز برای پردازش پلاستیک را ندارند. نرم کننده ها برای بهبود رئولوژی و همچنین الاستیسیته اضافه می شوند. نرم کننده ها یکی از رایج ترین افزودنی های پلیمری هستند و به عنوان مثال می توان به استرهای فتالات که در محصولات PVC استفاده می شود اشاره کرد.

تثبیت کننده های ضد پیری: تقریبا هر پلاستیک در معرض اشعه ماراءبنفش، مانند نور خورشید  اکسیژن از جمله اوزون در معرض تخریب قرار می گیرد. این تخریب باعث شکنندگی،تغییر رنگ و از بین رفتن برخی از خواص فیزیکی می شود. افزودنی هایی که به عنوان آنتی اکسیدان ها، تثبیت کننده ها یا آنتی اوزون ها شناخته می شوند، برای مبارزه با خراب شدن پلاستیک و افزایش قابل توجه طول عمر محصول نهایی اضافه می شوند. نمونه هایی از آنتی اکسیدان ها شامل فنل ها، آریل آمین ها و فسفات ها و نمونه هایی از تثبیت کننده های UV شامل بنزوفنون ها و بنزوتریازول ها هستند. علاوه بر این، رنگ سیاه یک جاذب عالی اشعه ماورابنفش است، بنابراین اغلب رنگ ها یا کربن سیاه عنصری برای محافظت از محصولات در برابر نور UV اضافه می شود.

عوامل دمنده: این مواد افزودنی به پلیمر پایه اضافه می شوند و هنگامی که در حین پردازش به دمای خاصی رسید تجزیه می شوند و گازی آزاد می کنند که یک ساختار سلولی در پلاستیک ایجاد می کند. این ساختار باعث کاهش چگالی و بهبود خواص عایق می شود. دمنده های مختلفی از نمک گرفته تا مواد شیمیایی پیچیده آزاد کننده نیترژن در دسترس هستند.

بازدارنده های شعله: بازدارنده های شعله از احتراق جلوگیری می کنند، آن را به تاخیر می اندازند یا سرعت آن را کاهش می دهند. این افزودنی ها در محصولات الکتریکی رایج هستند تا از اشتعال و سوختن پلاستیک ها جلوگیری شود. بازدارنده های شعله را می توان با پلیمر پایه مخلوط کرد یا در مرحله پردازش پلاستیک به آن اضافه کرد یا حتی به عنوان یک لایه سطحی روی محصول نهایی اضافه کرد. هالوژن ها مانند برم ها و همچنین مواد شیمیایی فسفر و نیتروژن، بازدارنده های رایج هستند.

عوامل هسته زا: این افزودنی ها خواص مکانیکی و شفافیت را بهبود می بخشند. آنها همچنین سرعت تبلور پلاستیک را افزایش می دهند و زمان چرخه کلی را کاهش می دهند.

پردازش: این افزودنی ها با پلیمر ترکیب می شوند تا فرآیند پذیری و ویژگی های پردازش مواد را بهبود بخشند. نمونه هایی از افزودنی های فرآوری شامل روان کننده ها و به طور خاص تر، اسیدهای چرب، موم های هیدروکربنی و برخی از انواع پلی اتیلن است.

رنگ ها: هدف این عوامل تغییر رنگ محصول نهایی است، این افزودنی ها اغلب رنگدانه یا رنگ هستند. رنگ یا رنگدانه خاص انتخاب شده عمدتا بر اساس پلیمر پایه مورد استفاده است زیرا این دو ماده باید با هم سازگار باشند.

بو: همچنین افزودنی هایی برای اصلاح بوی محصول نهایی وجود دارد. یک مثال از یک عامل بو زمانی است که یک ماده شیمیایی به رنگ اضافه می شود تا بوی مطبوع تری ایجاد کند.

ضدمیکروبی: با توجه به روند رو به افزایش در تجهیزات پزشکی قابل کاشت و سایر فناوری ها، افزودنی های ضد میکروبی محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. این عوامل از تخریب پلاستیک محافظت می کنند و احتمال حمله میکروبیولوژیکی را کاهش می دهند.