افزودنی های پلاستیک

مقدمه

بدون افزودنی های پلاستیک اکثر این پلیمر های خام به تنهایی کاربرد زیادی ندارد به همین دلیل برای بهبود خواص پلاستیک و افزایش کاربری آنها در دنیای امروز ، افزودنی هایی به آنها اضافه می شود . بنابراین به صورت کلی این افزودنی های با اهداف زیر به زنجیره پلیمری اضافه می شوند :

1. بهبود قابلیت فرآیندی تولید
2. کاهش قیمت محصولات
3. کاهش میزان انقباض
4. بهبود پرداخت سطح
5. تغییر خواص حرارتی مانند ضریب انبساط ، قابلیت اشتعال ، قابلیت هدایت حرارتی و …
6. بهبود خواص الکتریکی
7. افزایش طول عمر قطعات
8. فراهم کردن قابلیت رنگ پذیری
9. بهبود خواص مکانیکی

افزودنی ها :

اصطلاح افزودنی به دامنه وسیعی از مواد شیمیایی افزوده شده به پلاستیک ها اطلاق می گردد. قالبسازی پلیمری که با همراه داشتن افزودنی های مناسب کامل شده است بهتر انجام می شود . از گروه های مهم افزودنی ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. آنتی اکسیدان ها
2. عوامل ضد الکتریسیته ساکن
3. رنگ دهنده ها
4. عوامل جفت کننده
5. عوامل پخت
6. دیرسوز کننده ها
7. عوامل فوم کننده ویا باد کننده
8. پایدارکننده های حرارتی
9. نرم کننده ها
10. پایدار کننده های تابش فرابنفش

معرفی مهمترین افزودنی های پلاستیک :

در میان این افزودنی ها بیشترین فروش و کاربرد مربوط به نرم کننده ها بوده و بعد از آن پایدار کننده های حرارتی در مقام دوم فروش و کاربرد قرار دارند . در ادامه مهمترین افزودنی های پلاستیک را بیشتر مورد بررسی قرار می دهیم .

نرم کننده ها :

پلاستیسیته یا قابلیت نرم شده به توانایی یک ماده برای در به جریان درآمدن و یا و یا سیال شدن تحت تأثیر نیرو اطلاق می شود . نرم کننده یک ماده شیمیایی است که به جهت افزایش انعطاف پذیری به ماده پلاستیک اضافه می شود . نرم کننده ها با ایجاد کاهش در درجه حرارت ذوب و در عین حال با کاهش محسوس در ویسکوزیته مواد وظیفه ی خود را انجام می دهند . همچنین در میزان قابلیت فرآیندی را نیز تأثیر دارند .

بر اساس پلیمر پایه ، نوع نرم کننده به کار رفته می تواند تفاوت داشته باشد . امروزه بیش از پانصد نوع نرم کننده مختلف برای اصلاح پلیمر ها فرموله شده اند . یکی از نرم کننده های پر کاربرد در پلیمر ها دی اکتیل فتالات می باشد . حرف ” L ” روی یک محصول نشان دهنده افزوده شدن نرم کننده در زنجیره پلیمری این محصول است .

پایدار کننده های حرارتی :

پایدارکننده های حرارتی ، افزودنی هایی هستند که تجزیه شدن و متلاشی شدن یک پلیمر را که از طریق انرژی حرارتی ، انرژی نورانی ، اکسیداسیون و یا برش مکانیکی ایجاد می شود را به تأخیر می اندازد . PVC پایداری گرمایی ضعیفی دارد و کانون تمرکز بسیاری از پایدار کننده ها حرارتی بوده است . در گذشته پایدارکننده های حرارتی بر پایه سرب و کادمیوم اما به دلیل اثرات نا مطلوب محیطی و سلامتی پایدارکننده های شیمیایی دیگر جایگزین این مواد شدند . بهترین مثال از کاربرد این مواد ، استفاده ی آن در مواد به کار رفته در قطعات پلاستیکی موتور خودرو است . در محفظه موتور خودرو به دلیل دمای بالا کلیه قطعات پلاستیکی اعم از شلنگ ها ، بست ها و … دارای پایدارکننده های حرارتی به جهت افزایش طول عمر خود هستند .

آنتی اکسیدان ها :

در اثر یک سری واکنش ها پلاستیک با اکسیژن هوا ، اکسیداسیون در پلاستیک ها رخ می دهد که باعث شکسته شدن زنجیره های پلیمری شده و در نتیجه قطعه مورد نظر دچار شکست ، تخریب یا ترک می شود . ادامه پیدا کردن فرآیند اکسیداسیون می تواند کل ساختمان پلیمری را تحت تأثیر قرار داده و قطعه مورد نظر را به پودر تبدیل کند . افزایش دما باعث تسریع فرآیند اکسیداسیون می شود بنابراین قطعاتی که در دمای بالا در مجاورت اکسیژن هوا قرار می گیرند در مقابل اکسیداسیون بسیار حساس هستند . به دلیل پیچیده بودن فرآیند اکسیداسیون ، آنتی اکسیدان ها از ترکیب چند ماده شیمیایی تهیه می شوند که به آنتی اکسیدان های اولیه و ثانویه معروف هستند .

این آنتی اکسیدان ها می توانند فرآیند اکسیداسیون را بسیار کند کنند و یا حتی در برخی موارد این فرآیند را کاملا متوقف سازند . برخی از پلیمر ها مانند پلی پروپیلن و پلی اتیلن نسبت به اکسیداسیون حساس تر هستند بنابراین بیشتر مصرف آنتی اکسیدان ها در این موارد هست . به عنوان مثال قطعات پلاستیکی داخل اتاق خودرو به دلیل مجاورت با اکسیژن هوا و همچنین دمای زیاد به دلیل حرارت آفتاب ، تحت تأثیر تخریب از طریق فرآیند اکسیداسیون قرار دارند که آنتی اکسیدان ها می توانند از این امر جلوگیری کنند

عوامل ضد الکتریسیته ساکن :

عوامل ضد الکتریسیته ساکن می توانند در هنگام ساخت مواد به صورت شیمیایی و یا در هنگام تولید با ترکیب سطحی وارد مواد شوند نحوه ی عملکرد این مواد به این طریق است که با جذب رطوبت هوا سطح هدایت الکتریکی قطعه مورد نظر افزایش پیدا کرده بنابراین بارهای ساکن پراکنده می شوند . تاکنون در استفاده از این مواد به دلیل خطرات محیطی و یا سلامتی منعی ایجاد نشده است .

پایدارکننده های تابش فرابنفش :

قرار گرفتن پلیمر ها در مقابل نور خورشید ( اشعه فرا بنفش ) باعث ایجاد ترک ها و شیار های میکروسکوپی و افت اخواص مکانیکی و شیمیایی میگردد . این تأثیر آب و هوایی و آسیب جوی وقتی که از پلیمر ها انرژی نورانی را جذب کند اتفاق می افتد . برای کاهش آسیب های ناشی از قرار گرفتن پلاستیک های همچون پلی استایرن ، پلی اورتان ، ABS و … . در برابر تابش فرابنفش از پایدارکننده ها UV به عنوان مثال کربن بلاک استفاده می شود . کلیه قطعاتی که در معرض نور خورشید قرار می گیرند به این افزودنی به جهت افزایش طول عمر خود نیاز پیدا می کنند .