Gli additivi plastici sono composti che devono essere aggiunti durante il processo di stampaggio dei polimeri (resine sintetiche) per migliorare le loro prestazioni di lavorazione o per potenziare le proprietà proprie della resina. Ad esempio, i plastificanti vengono utilizzati per abbassare la temperatura di stampaggio della resina di cloruro di polivinile e rendere il prodotto più morbido; Un altro esempio, per preparare plastiche espanse con peso leggero, resistenza alle vibrazioni, isolamento termico e acustico, deve essere aggiunto un agente schiumogeno; Alcune plastiche hanno una temperatura di decomposizione termica molto vicina alla temperatura di lavorazione dello stampaggio e non possono essere stampate senza l'aggiunta di stabilizzatori termici. Pertanto, gli additivi plastici svolgono un ruolo particolarmente importante nello stampaggio e nella lavorazione della plastica.
1. Plastificante
Alcune plastiche con elevate temperature di transizione vetrosa richiedono l'aggiunta di una certa quantità di plastificante per produrre prodotti morbidi a temperatura ambiente e migliorare le loro proprietà di fluidità durante la lavorazione. Questi plastificanti oleosi a basso peso molecolare hanno una buona compatibilità con polimeri elevati. Sono distribuiti tra le catene polimeriche, riducendo le forze intermolecolari tra di esse, rendendo facile per le catene molecolari muoversi sotto una certa temperatura e pressione, raggiungendo così lo scopo di lavorazione e stampaggio. Pertanto, i plastificanti hanno l'effetto di ridurre la temperatura di transizione vetrosa e la temperatura minima di stampaggio delle plastiche. La diminuzione della temperatura di transizione vetrosa è solitamente proporzionale alla frazione di volume del plastificante.
Il plastificante può essere diviso in due categorie: plastificante primario e plastificante secondario. Le caratteristiche del plastificante primario sono buona compatibilità con le resine, elevata efficienza di plastificazione, resistenza alla migrazione, bassa volatilità, bassa estrazione di olio (acqua) e flessibilità a bassa temperatura. La solubilità del plastificante secondario è scarsa, utilizzato principalmente insieme al plastificante principale per ridurre i costi, quindi è anche noto come additivo.
2. Antiossidanti e stabilizzatori della luce
Sappiamo tutti che i prodotti in plastica subiscono fenomeni di invecchiamento come scolorimento, fragilità e screpolature sotto l'azione di luce, calore e ossigeno durante la lavorazione, lo stoccaggio e l'uso. Per ritardare e prevenire il verificarsi dell'invecchiamento, è necessario aggiungere degli stabilizzatori. Utilizzato principalmente per prevenire l'invecchiamento termico, è chiamato stabilizzatore termico; Utilizzato principalmente per prevenire l'invecchiamento ossidativo, è chiamato antiossidante; Utilizzato principalmente per prevenire il fotoinvecchiamento, sono chiamati stabilizzatori della luce, collettivamente denominati stabilizzatori. Lo stabilizzatore di plastica più performante oggi è lo stabilizzatore termico di stagno metilico (abbreviato come 181), che è molto efficace per la laminazione, l'estrusione, lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio a soffiaggio di polietilene rigido (PVC). Grazie alla sua elevata sicurezza, è particolarmente utilizzato per imballaggi alimentari e prodotti in polietilene rigido ad alta definizione. Allo stesso tempo, è anche ampiamente utilizzato in porte e finestre in plastica, tubi dell'acqua e materiali decorativi per sostituire altri stabilizzatori termici in plastica altamente tossici. È stato ampiamente utilizzato negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone. Negli ultimi anni in Cina sono stati ampiamente utilizzati 181 stabilizzanti termici a base di metilstagno.
3. Ritardanti di fiamma
Gli additivi che rallentano le prestazioni di combustione delle materie plastiche sono chiamati ritardanti di fiamma, che possono essere suddivisi in quattro tipologie in base ai diversi meccanismi di ritardanti di fiamma:
Combinandosi con i prodotti di decomposizione delle materie plastiche, si produce un gas che soffoca la fiamma, come la reazione tra triossido di antimonio e acido cloridrico rilasciata durante la decomposizione del PVC, che produce tricloruro di antimonio con effetto estinguente la fiamma.
Assorbimento del calore generato durante la combustione per raffreddare la plastica e rallentare la velocità di combustione, come l'idrossido di alluminio, che è il tipo di ritardante di fiamma più comunemente utilizzato: agisce come riempitivo, soppressore di fumo e ritardante di fiamma. Allo stesso tempo, è poco costoso e ha un impatto minimo sulle proprietà del polimero, quindi il suo tasso di crescita nell'applicazione è notevole.
Fornire un rivestimento isolato dall'ossigeno, come gli esteri di fosfato. I prodotti principali includono il trifenilfosfato, che è in realtà un plastificante con proprietà ignifughe.
Può generare radicali liberi che impediscono le reazioni di combustione, i quali possono reagire con la plastica e produrre prodotti con scarse prestazioni di combustione.
4. Stabilizzatore termico
La funzione principale di uno stabilizzatore termico è quella di prevenire o alleviare la decomposizione della resina di cloruro di polivinile durante la lavorazione di plastificazione ad alta temperatura, nonché i cambiamenti chimici causati dalla luce e dall'ossigeno nell'ambiente durante l'uso del prodotto dopo lo stampaggio, modificando così le prestazioni del prodotto e riducendone la durata utile. Gli stabilizzatori termici inibiscono o prevengono la degradazione della resina, prolungano la durata utile del prodotto e hanno un certo effetto antiossidante assorbendo e neutralizzando l'HCl, spostando gli atomi di cloruro di allile instabili nelle molecole di PVC, subendo reazioni di addizione con strutture di poliene, catturando i radicali liberi, ecc., per impedire ai prodotti in plastica di degradarsi e scolorirsi. Inoltre, gli stabilizzatori termici possono anche assorbire le radiazioni ultraviolette o proteggere la resina dai danni causati dalle radiazioni ultraviolette. Quando aggiunti a miscele composte principalmente da resina di PVC, non devono subire reazioni chimiche con altri additivi e non devono influenzare le prestazioni del prodotto. Questi meccanismi d'azione insieme assicurano l'importante ruolo degli stabilizzatori termici nella lavorazione della plastica, in particolare nella lavorazione e nell'applicazione della resina di PVC
5. Modificatore di impatto
La funzione principale dei modificatori di impatto è quella di migliorare la fragilità a bassa temperatura dei materiali polimerici e di conferire loro una maggiore tenacità. Queste sostanze chimiche svolgono un ruolo importante nel campo della tecnologia ingegneristica e sono ampiamente utilizzate in vari prodotti in plastica, come plastiche PP, resine PVC, ecc. Specificamente per i materiali in PVC, i modificatori di impatto possono aumentare la durezza e la resistenza all'impatto del PVC, migliorando così la tenacità, la resistenza e la resistenza all'usura del materiale e potenziando la durata utile e la stabilità delle prestazioni del prodotto. Ad esempio, Acrylic Impact Modifier (AIM) è un modificatore di plastica di alta qualità ed ecologico utilizzato principalmente per prodotti rigidi in PVC, come tubi e raccordi, porte e finestre in acciaio plastico, pannelli, contenitori, ecc. AIM disperde le particelle nella matrice di fase continua in PVC, assorbe l'energia d'impatto quando sottoposto a forze esterne, impedisce l'ulteriore sviluppo di crepe e migliora quindi la resistenza all'impatto del materiale. Inoltre, i modificatori di impatto possono anche conferire ai prodotti in PVC una buona lavorabilità e resistenza alle intemperie, rendendoli particolarmente adatti per prodotti per esterni
6. Agente schiumogeno
L'agente schiumogeno è un tipo di composto organico che si decompone e rilascia gas quando riscaldato. Questi gas rimarranno nel substrato di plastica e diventeranno plastiche espanse con molte strutture di schiuma fine.
Per essere un buon agente schiumogeno, dovrebbe soddisfare le seguenti condizioni: rilascio di gas in un breve lasso di tempo, velocità di rilascio regolabile, gas inerti come CO₂ e N₂ rilasciati durante la decomposizione, facile dispersione e decomposizione nella plastica, temperatura di decomposizione appropriata, bassa generazione di calore durante la decomposizione, reazione di decomposizione irreversibile, agente schiumogeno non tossico, ecc. L'agente schiumogeno più ampiamente utilizzato è l'azodicarbonammide.
7. Agente di accoppiamento
L'agente di accoppiamento si riferisce a un tipo di sostanza che può migliorare le proprietà interfacciali tra riempitivi e materiali polimerici. Di solito ci sono due gruppi funzionali nella struttura molecolare degli agenti di accoppiamento: uno può subire reazioni chimiche con la matrice polimerica o ha una buona compatibilità; un altro tipo può formare legami chimici con riempitivi inorganici. Come; Agente di accoppiamento silanico, con la formula generale RSiX3 (R è un gruppo funzionale attivo che ha affinità e reattività con molecole polimeriche, come gruppi vinilici, cloropropilici, epossidici, metacriloilici, amminici e tiolici; X è un gruppo alcossilico che può idrolizzare, come metossi, etossi, ecc.). Dopo il trattamento con un agente di accoppiamento, la superficie dell'agente di rinforzo o del riempitivo può essere modificata chimicamente, formando un legame a ponte tra la fase inorganica dispersa e il polimero continuo, diventando un materiale composito che migliora l'effetto dell'agente di rinforzo o del riempitivo. L'organosilano è l'agente di accoppiamento più ampiamente utilizzato, mentre il titanato organico è un agente di accoppiamento più efficiente.
8. Agente reticolante
Gli agenti reticolanti sono usati principalmente nei materiali polimerici (gomma e resine termoindurenti). Poiché la struttura molecolare dei materiali polimerici è lineare, senza reticolazione, la loro resistenza è bassa, si rompono facilmente e non hanno elasticità. Il ruolo degli agenti reticolanti è quello di creare legami chimici tra molecole lineari, collegandole insieme per formare una struttura a rete, migliorando così la resistenza e l'elasticità della gomma. L'agente reticolante usato nella gomma è principalmente zolfo e devono essere aggiunti acceleratori. In genere, gli agenti reticolanti si riferiscono a perossidi organici, come il perossido di diisopropilbenzene, che può essere usato come agente reticolante per il polietilene.
9. Materiali di rinforzo e riempitivi
In molte plastiche, i materiali di rinforzo e i riempitivi rappresentano una quota considerevole, in particolare le plastiche di rinforzo e i materiali plastici al calcio. Lo scopo principale è quello di migliorare la resistenza e la rigidità dei prodotti in plastica aggiungendo vari materiali in fibra o sostanze inorganiche. I materiali di rinforzo più comunemente utilizzati includono fibra di vetro, amianto, quarzo, carbon black, silicati, carbonato di calcio, ossidi metallici, ecc.
10. Lubrificanti
Durante la lavorazione a caldo dei polimeri, spesso viene aggiunta una piccola quantità di lubrificante per facilitare la sformatura. I lubrificanti possono essere suddivisi in due tipi: lubrificanti esterni e lubrificanti interni. La funzione principale dei lubrificanti esterni è quella di facilitare il flusso regolare del polimero fuso lontano dalla superficie metallica calda dell'attrezzatura di lavorazione. La compatibilità tra lubrificanti esterni e polimeri è scarsa e si forma solo un sottile strato di lubrificante all'interfaccia tra polimeri e metalli. I lubrificanti interni hanno una buona compatibilità con i polimeri, il che può ridurre la coesione tra le molecole di polimero, facilitando così il flusso del polimero e riducendo l'aumento di temperatura causato dal calore di attrito interno. I lubrificanti esterni più comunemente utilizzati sono l'acido stearico e i suoi sali metallici, mentre i lubrificanti interni sono il polietilene a basso peso molecolare, ecc.
11. Agente distaccante
L'agente distaccante è una sostanza funzionale che si trova tra lo stampo e il prodotto finito. Gli agenti distaccanti hanno resistenza chimica e non si dissolvono quando entrano in contatto con i componenti chimici di diverse resine, in particolare stirene e ammine. Gli agenti distaccanti hanno anche resistenza al calore e alla sollecitazione e non si decompongono o si usurano facilmente; l'agente distaccante aderisce allo stampo senza trasferirsi alle parti lavorate e non ostacola la verniciatura o altre operazioni di lavorazione secondaria. Grazie al rapido sviluppo dello stampaggio a iniezione, dell'estrusione, della laminazione, dello stampaggio a compressione, della laminazione e di altri processi, anche la quantità di agente distaccante utilizzata è aumentata in modo significativo.
12. Colorante
I coloranti sono sostanze chimiche insolubili nei solventi comuni, quindi per ottenere prestazioni di colorazione ideali, è necessario utilizzare metodi meccanici per disperdere uniformemente i pigmenti nella plastica. I pigmenti inorganici hanno un'eccellente stabilità termica e fotostabilità, un prezzo basso, ma un potere colorante relativamente scarso e un'elevata densità relativa; i pigmenti organici hanno un elevato potere colorante, colori brillanti, cromatografia completa e bassa densità relativa. Tuttavia, i loro svantaggi includono una minore resistenza al calore, resistenza alle intemperie e potere coprente rispetto ai pigmenti inorganici. I coloranti includono principalmente masterbatch colorati e agenti sbiancanti fluorescenti.
13. Masterbatch di colore
Il masterbatch è un aggregato ottenuto applicando uniformemente una quantità super costante di pigmento o colorante su una resina. I suoi componenti di base includono pigmenti o coloranti, vettori, disperdenti e additivi; Presenta i seguenti vantaggi: favorisce il mantenimento della stabilità chimica e cromatica dei pigmenti, migliora la disperdibilità dei pigmenti, è semplice da usare, facile conversione del colore, ambiente pulito, risparmio di tempo e materie prime.
14. Agente antistatico
Gli agenti antistatici svolgono un ruolo nell'eliminazione o riduzione dell'elettricità statica generata sulla superficie dei prodotti in plastica. La maggior parte degli agenti antistatici sono elettroliti, che hanno una compatibilità limitata con le resine sintetiche. Ciò consente loro di migrare sulla superficie delle plastiche, ottenendo gli effetti dell'assorbimento dell'umidità ed eliminando l'elettricità statica.
15. Agenti antibatterici
Con il continuo miglioramento della consapevolezza della sicurezza delle persone, sempre più persone stanno iniziando ad acquistare prodotti in plastica antibatterica. Gli agenti antibatterici sono utilizzati nelle plastiche antibatteriche. Gli agenti antimicrobici si riferiscono a sostanze chimiche che possono mantenere la crescita o la riproduzione di determinati microrganismi (batteri, funghi, lieviti, alghe, virus, ecc.) al di sotto dei livelli necessari per un certo periodo di tempo. Gli agenti antimicrobici sono sostanze con proprietà antibatteriche e battericide.
16. Antischiuma
Gli antischiuma in plastica, noti anche come essiccanti in plastica, masterbatch antischiuma in plastica, alcune materie prime in plastica o plastiche riciclate contengono spesso tracce di umidità. Se non vengono eliminate, sulla superficie dei prodotti lavorati si formeranno bolle o macchie d'acqua, che influenzeranno le prestazioni e l'aspetto dei prodotti. Il processo tradizionale di utilizzo di macchinari di essiccazione elettrici per eliminare l'umidità richiede un'essiccazione anticipata delle materie prime, il che causa inconvenienti nella produzione, prolunga i tempi di lavorazione del prodotto, porta a una bassa efficienza produttiva, consuma elettricità, deteriora l'ambiente di lavorazione e aumenta i costi di produzione. Gli antischiuma in plastica sono un nuovo tipo di masterbatch funzionale sviluppato specificamente per risolvere il problema delle bolle d'acqua nei prodotti in plastica realizzati in PE, PP, ABS, PS e nylon durante la lavorazione. Questo masterbatch può essere stampato e lavorato aggiungendo una piccola quantità e semplicemente mescolandolo prima dello stampaggio della plastica, senza passare attraverso un processo di essiccazione. Presenta i vantaggi di un facile utilizzo, una migliore efficienza produttiva e un ridotto consumo energetico.
L'industria degli additivi plastici nel nostro paese si è sviluppata con lo sviluppo dell'industria del PVC. La percentuale di additivi nei materiali plastici è relativamente piccola, ma ha un impatto significativo sulla qualità dei prodotti in plastica. Gli additivi plastici verdi, ecologici, non tossici ed efficienti ad alte prestazioni diventeranno la direzione principale per lo sviluppo dell'industria degli additivi plastici in Cina in futuro