مجله ساپل
افزودنی های متداول در پلیمرها
قبل از اینکه به این موضوع بپردازیم که چه افزودنی های متداولی برای پلیمر ها استفاده می شود بیایید ببینیم که اصلا چرا از افزودنی ها استفاده می کنیم. یکی از این دلایل جلوگیری از تخریب حرارتی یا اکسیداسیونی حرارتی حین شکل دهی مذاب پلیمرها هست. دلیل بعدی فراهم نمودن طول عمر کافی پس از شکل دهی به محصول نهایی است و در نهایت جهت اطمینان از عدم بروز تخریب طی چند مرحله اکستروژن از افزودنی های متنوعی استفاده می شود. دقت کنید که ظروف و قطعات پلاستیکی بصورت تزریقی، بادی و بادی-تزریقی تولید می شوند که این فرایند ها پیچیده هستند و نیازمند دوام پلیمرها می باشند.
پایدارکننده های حرارتی پلیمرها
پایدار کننده های حرارتی برای جلوگیری از تخریب حرارتی یا اکسیداسیونی حرارتی حین شکل دهی مذاب پلیمرها و فراهم نمودن طول عمر کافی پس از شکل دهی به محصول نهایی و همچنین برای اطمینان از عدم بروز تخریب طی چند مرحله اکستروژن مورد استفاده قرار می گیرند.
آنتی اکسیدانت ها پایدار کننده های حرارتی پلیمر ها
غلظت آنتی اکسیدانت به نوع پلیمر و دمای شکل دهی و یا کاربرد محصول نهایی وابسته است. همچنین عملکرد آنتی اکسیدانت تابع واکنش پذیری و افت غلظت آن می باشد. تبخیر، مهاجرت و مصرف حین فرایند شکل دهی مهم ترین منابع افت غلظت هستند. Irganox 1010 معروف ترین آنتی اکسیدانت اولیه است که در دماهای بالا و پایین عملکرد دارد. لازم به ذکر است که آمین ممانعت شده در دمای بالای 150 درجه عمکلرد ندارد و بیشتر بعنوان آنتی UV شناخته می شود. آنتی اکسیدانت های فسفیتی در دمای بالا عملکرد دارند و در ترکیب با انواع اولیه موجب استفاده از مقدار کمتر آنها می شوند.
عوامل لیز کننده پلیمرها
در محصولات به شکل انواع فیلم برای عبور راحت تر از دستگاه های تبدیلی نیاز به ضریب اصطکاک سطح پایین است. همچنین در محصولات قالبگیری تزریقی یا قالبگیری دمشی (بادی) برای جداسازی ساده تر قطعه از قالب می توان از عوامل لیزکننده استفاده کرد. ظروفی مانند گالن های 20 لیتری و 4 لیتری و بصورت کلی انواع گالن ها و قوطی ها بصورت دمشی تولید می شوند این در حالی است که درب آن ها بصورت تزریقی تولید می گردد. با کاهش وزن مولکولی و درصد تبلور لیزی سطح کاهش می یابد. در سوی دیگر با افزایش قطبیت پلیمر لیزی سطح افزایش می یابد.
کاربرد انواع عوامل لیز کننده
- اولئامید
- مهاجرت سریع و مناسب برای فرایندهای تبدیلی بلافاصله پس از تولید فیلم (In-Line Bag Converting Operation).
- پایداری حرارتی پایین (تا 260 درجه) و احتمال بروز تخریب
- تبخیر بیشتر حین فرایند و نیاز به مقدار بیشتر برای جبران
- تأثیر منفی بر چاپ پذیری و ذوخت پذیری
- اروکامید
- مهاجرت آهسته و مناسب برای فرایندهایی که رول فیلم قبل از فرایندهای تبدیلی خواب دارد.
- پایداری حرارتی مناسب (تا حدود 300 درجه) و احتمال کمتر بروز تخریب
- تبخیر کمتر حین فرایند
- عدم تأثیر منفی بر چاپ و دوخت پذیری
- نقش عامل ضد چسبندگی آلی نیز می تواند داشته باشد.
- انواع غیر مهاجر
- در فیلم های چند لایه مناسب هستند
- ثابت بودن ضریب اصطکاک با زمان
- قابل استفاده برای فرایندهای با دمای بالا
- عدم تأثیر منفی بر فرایندهای تکمیلی
- عدم نیاز به زمانمندی جهت رسیدن به مقدار بهینه لیزی
عوامل ضد چسبندگی سطح
فیلم های دو لای PE یا PP پس از تولید ممکن است بهم بچسبند و باز کردن آنها به سختی صورت گیرد. باید در نظر داشت که کاهش درصد تبلور و وجود الیگومرها می تواند منجر به تشدید این مشکل شود. همچنین با کاهش ضخامت فیلم بهم چسبیدن لایه ها تشدید می شود.
انواع عوامل ضد چسبندگی سطح
- معدنی/غیر مهاجر
- سیلیکای طبیعی
- تالک
- سیلیکای مصنوعی
- کربنات کلسیم
- سرامیک کروی
- کائولن/خاک رس
- میکا
- آلی/مهاجر
- بیس-آمید
- آمیدهای اولیه و ثانویه
- استئارات های آلی و فلزی
- سایر
نکات در انتخاب انواع معدنی عامل ضد چسبندگی سطوح
- اندازه ذرات: ضخامت فیلم محدود کننده آن، توجه به Topcut
- شکل ذرات: هر چه بی نظم تر عملکرد موثرتر
- مقدار آهن: هر چه کمتر تأثیر تخریبی آن روی پلی اتیلن و افزودنی های لیزکننده و آنتی استاتیک
- ضریب شکست (RI): هر چه به ضریب شکست پلیمر نزدیک تر موجب ماتی کمتر
- سختی: هر چه کمتر موجب سایش کمتر تجهیزات تولید مستربچ و نیز شکل دهی
- دانسیته: هر چه بیشتر باشد احتمال بروز نوسانات وزن فیلم در بخش های مختلف بیشتر
عوامل ضد الکتریسیته ساکن
دلایل استفاده از این افزودنی ها می تواند برای جلوگیری از جذب گرد و غبار روی سطح محصولات پلاستیکی حین انبارداری و علاوه بر این ممانعت از جرقه زدن حین کار و استفاده از محصولات پلاستیکی باشد که می تواند بسیار خطرآفرین باشد. بسته بندی محصولات می بایست به گونه ای باشد که امکان انبارش آن ها به راحتی فراهم باشد.
انواع عوامل ضد الکتریسیته ساکن
- عوامل ضد الکتریسیته ساکن به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
- عوامل غیر مهاجر: پلیمرهای هادی، فلزات، دوده و ترکیباتی که روی سطح پلیمر اعمال می شوند.
- عوامل مهاجر: به توده پلیمر افزوده شده و روی سطح مهاجرت می کنند.
- عوامل مهاجر خود به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
- عوامل مهاجر یونی: شامل آنیونی و کاتیونی
- عوامل مهاجر غیر یونی
- مهم ترین عوامل مهاجر برای پلی اتیلن و پلی پروپیلن:
- گلیسیرول منو استئارات (GMS)
- آمینهای اسیدهای چرب اتوکسیله شده
- دی اتانل آمیدها
عوامل ضد مه
وجود اختلاف دما در دو سوی یک سطح و اختلاف کشش سطحی آب با کشش سطحی رویه موجب تشکیل قطرات ریز آب روی آن شده که به آن مه گرفتگی یا عرق کردن می گویند. در کاربرد بسته بندی مواد غذایی این پدیده موجب رویت نامناسب محتوای بسته بندی می شود. در کاربرد فیلم گلخانه ای مه گرفتگی موجب کاهش عبور نور، اثر ذره بینی و فساد محصولات می شود.
انواع عوامل ضد مه
بطور کلی عوامل ضد مه دو دسته هستند:
- انواع مهاجر: بصورت مستربچ به پلیمر اضافه شده و به سطح مهاجرت می کنند. مولکول های این دسته شامل یک بخش قطبی و یک بخش غیر قطبی است. آلکیل آمین اتوکسیله، استرهای سوربیتن، استرهای پلی گلیسرول، استرهای سوربیتن گلیسیرول از جمله این مواد هستند. ناسازگاری آنها موجب مهاجرت به سطح شده و کشش سطحی را کاهش می دهند.
- انواع غیر مهاجر (پوششی): طی فرایندهای مشخص روی سطح اعمال می شوند.
جمع بندی
در کل می توان گفت که عوامل متنوعی در رابطه پلیمر ها هستند که در صنعت پلاستیک حائز اهمیت اند. این عوامل را می توان با استفاده از یکسری افزودنی ها که به تفصیل در این مقاله در رابطه با آن ها شرح دادیم بهبود بخشید. در نتیجه استفاده از این افزودنی های پلیمر هاست که ما می توانیم از قطعات و ظروف پلاستیکی با دوام تر و کاربردی تر بهره ببریم. برای اطلاع در رابطه با خاصیت پلیمر ها قبل از استفاده از هرگونه افزودنی مقاله خواص پلیمرها را بخوانید.
گالن پلاستیکی
بطری پلاستیکی
درب پلاستیکی
