Tworzywa sztuczne

Dodatki do polimerów – po co je stosujemy?

W przemyśle stosuje się wiele rodzajów dodatków do polimerów, które można podzielić na 4 główne grupy:

Stabilizatory przetwarzania

• Stabilizatory termiczne – stosuje się je w przypadku polimerów, które mają tendencję do rozkładu w temperaturach przetwarzania.
• Antyutleniacze procesowe – są stosowane w celu zapobiegania utlenianiu się polimerów, a także powstawaniu przemian następczych (np. rozgałęzień) w czasie przetwarzania.

Oferta Grupy PCC zawiera szereg tego typu substancji w postaci produktów z serii Rostabil, które jako dodatki mają szerokie spektrum zastosowań w przemyśle tworzyw sztucznych. Produkty te posiadają właściwości antyutleniające, mogą także pełnić rolę stabilizatorów termicznych, zapobiegając degradacji tworzyw podczas przetwarzania. Wykorzystywane są także jako stabilizatory procesowe. Seria Rostabil posiada wysoką stabilność hydrolityczną, nie wpływa negatywnie na właściwości mechaniczne tworzyw i zapobiega procesom degradacji podczas procesów termicznych.

Modyfikatory przetwarzania

• Środki smarujące, dyspergujące i antyadhezyjne – zmniejszają tarcie wewnętrzne i zewnętrzne, co zwiększa plastyczność polimerów, oraz zapobiegają przywieraniu tworzyw do metalowych części urządzeń formujących. Seria Chemstat oraz Maxomer to grupa profesjonalnych dodatków, które bardzo dobrze poprawiają właściwości smarne, antyelektrostatyczne i dyspergujące w procesach produkcji tworzyw sztucznych. Grupa PCC posiada w swojej ofercie także szereg Dyspergatorów (R, RP, SBRP), które umożliwiają tworzenie dyspersji lateksu, stabilnych w czasie polimeryzacji. Produkty te stosowane są głównie jako środki pomocnicze w produkcji kauczuków styrenowo-butadienowych (SBR) metodą polimeryzacji emulsyjnej. Dyspergatory (R, RP, SBRP) są kompatybilne z innymi dodatkami stosowanymi w tym procesie (np. emulgatorami i stabilizatorami), powodując bardzo dobre rozproszenie powstających cząstek lateksu w fazie wodnej. Inną grupą produktową są środki antyadhezyjne, takie jak Chemax X-997 i Chemstat X-9910, które mogą także pełnić rolę lubrykantów podczas produkcji tworzyw sztucznych.
• Inhibitory korozji – dodatki, które zastosowane już w niewielkich ilościach skutecznie redukują szybkość korozji metali. Produkty Chemstat Cl-1020 i Chemstat Cl1020/60DC zostały specjalnie zaprojektowane, aby zapobiegać korozji w procesach produkcji tworzyw sztucznych, np. granulatów poliolefinowych. W ofercie Grupy PCC znajduje się zarówno produkt w formie proszku (Chemstat Cl1020/60DC), jak i cieczy (Chemstat Cl1020), dzięki czemu może być wykorzystywany w wielu procesach podczas wytwarzania takich tworzyw, jak Polipropylen i Polietylen (HDPE i LLDPE).
• Dodatki upłynniające – obniżają temperaturę mięknienia i płynięcia polimerów. W odróżnieniu od smarów posiadają niską lepkość. Produkty serii Rodys (C, L, LP, O) to polimery soli sodowej kwasu naftalenosulfonowego z formaldehydem, które dzięki swojej unikalnej budowie pozwalają pełnić rolę zarówno emulgatorów, jak i dyspergatorów. Emulgatory mają ogromny wpływ na właściwości reologiczne polimerów, w dużym stopniu je poprawiając, co umożliwia obniżenie kosztów produkcji tworzyw.
• Środki tiksotropujące – dodatki te mają na celu zwiększać lub zmniejszać lepkość pod wpływem odkształceń plastycznych. Tworzywa posiadające właściwości tiksotropowe w warunkach statycznych będą bardziej lepkie, przypominając nawet ciało stałe (lub na odwrót, będą w stanie płynnym). Z drugiej strony, poddane procesowi mieszania, wstrząśnięcia lub innego naprężenia zaczynają „płynąć”, drastycznie zmniejszając swoją lepkość (lub też stawać się coraz gęstsze). Następnie po ustalonym czasie wracają do swojego pierwotnego stanu. Jako środki tiksotropujące stosuje się zazwyczaj krzemionkę aktywną, talk, szkło mielone i wiele innych.

Modyfikatory właściwości

• Modyfikatory właściwości optycznych – są to głównie środki barwiące (barwniki i pigmenty), rozjaśniające i matujące.
• Modyfikatory palności – są to opóźniacze palenia oraz środki przeciwdymne. Produkty z serii Roflam posiadają bardzo skuteczne działanie uniepalniające, a także mają bardzo niewielki wpływ na właściwości fizyko-mechaniczne poliuretanowych pianek elastycznych. Charakteryzują się również niską emisją lotnych związków organicznych. Produkty te mogą być stosowane w przemyśle meblarskim, np. do produkcji foteli, sof, materacy i poduszek. Dzięki zawartości fosforu tworzą warstwę ochronną na powierzchni polimeru, zapobiegają dostarczaniu tlenu do płomienia i jego rozprzestrzenianiu się. Zastosowanie produktów serii Roflam pozwala uzyskać dobrą klasyfikację ogniową materiałów budowlanych.
• Modyfikatory własności mechanicznych – są to plastyfikatory, modyfikatory udarności, środki spieniające i sieciujące. Do tej grupy produktów należy seria Roflex, czyli profesjonalne plastyfikatory o podwyższonej lepkości, które są kompatybilne z uniepalniaczami z serii Roflam. Mają wielokrotnie lepszą odporność na migrację w porównaniu do standardowych plastyfikatorów na bazie tradycyjnych formulacji PCW. Dodatki z serii Roflex mają szerokie zastosowanie w budownictwie (folie techniczne, wykładziny), elektronice (izolacja przewodów), meblarstwie (ekrany projekcyjne, sztuczna skóra), motoryzacji (tapicerka samochodowa), a także transporcie (taśmy przenośnikowe i plandeki).
• Modyfikatory własności powierzchniowych – są to antystatyki, środki poślizgowe i antyfoggingowe, takie jak np. Chemstat® AF-322 i Chemstat® AF-687. Oba produkty zapobiegają powstawaniu pary i mogą być przeznaczone do niebezpośredniego kontaktu z żywnością zgodnie z definicją i limitami określonymi przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) na liście 21 CFR 178.3400. Mają one szeroki wachlarz zastosowań w branży opakowań, przemyśle spożywczym oraz tworzyw sztucznych. Środki antystatyczne mogą być aplikowane zarówno wewnętrznie (są wtedy połączone z matrycą polimerową), jak i zewnętrznie na powierzchnię polimeru. Grupa PCC posiada w swojej ofercie szeroką gamę wysokiej jakości dodatków antystatycznych. Produkty Chemstat mogą być stosowane jako antyelektrostatyki w produkcji wielu tworzyw sztucznych, a poprzez występowanie w różnych formach (stałej, ciekłej lub granulatu) są wygodne w aplikacji.

Stabilizatory właściwości

• Dezaktywatory metali – zapobiegają utlenianiu się jonów metali, które występują w tworzywach sztucznych na kilku stopniach utlenienia.
• Stabilizatory – opóźniają procesy degradacji zachodzące w polimerach, spowodowane np. poprzez destrukcyjne działanie tlenu, temperatury, ozonu czy też innych reakcji katalitycznych prowadzących do rozerwania łańcucha polimerowego. Zmiany te mają bezpośredni wpływ na przebieg procesu przetwarzania oraz wygląd gotowych produktów, np. zmiany w barwie, połysku, odcieniu tworzywa. Grupa PCC, wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, oferuje serię produktów Rostabil, które mogą być stosowane zarówno jako stabilizatory procesowe, jak i termiczne. Eliminują one efekt zażółcenia tworzyw podczas procesów przetwórczych, wzmacniają stabilność koloru materiałów polimerowych zawierających pigmenty oraz zapewniają przeźroczystość w materiałach niepigmentowanych.

Obserwowane trendy w branży tworzyw sztucznych

Branża tworzyw sztucznych przechodzi w ostatnich latach przez wiele przemian. Jest to ogromny sektor, bardzo rozdrobniony (na podstawie badań GUS wynika, że w Polsce ponad 2,8 tyś. firm generuje około 50% przychodów) z wielkimi perspektywami. W sektorze tworzyw sztucznych obserwuje się od kilku lat szereg trendów.

Pierwszy z nich opiera się na redukcji wagi materiałów, co szczególnie widoczne jest w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym. Tworzywa sztuczne dzięki swojej małej wadze i przy tym dużej wytrzymałości wypierają stosowane stalowe elementy w procesie produkcji samochodów. Dodatkowo dzięki możliwości modyfikacji polimerów za pomocą zróżnicowanych dodatków, inżynierowie mogą tworzyć specjalistyczne produkty dedykowane do odpowiednich zastosowań. Podobny trend występuje w branży budowlanej, gdzie elementy wykonane z tworzyw sztucznych zastępują tradycyjne materiały budowlane, takie jak drewno, stal czy też beton, przy budowie mostów, budynków oraz linii kolejowych.

Kolejnym trendem w sektorze tworzyw sztucznych jest stosowanie polimerów biologicznych i biodegradowalnych jako alternatywy dla tworzyw wytwarzanych ze związków ropopochodnych. Jest to spowodowane tym, że termoutwardzalne tworzywa sztuczne, często stosowane np. w samochodach, są bardzo trudne w recyklingu. Oczywiście wpływa to w negatywny sposób bezpośrednio na środowisko. Aktualnie wiele firm skupia się na szukaniu alternatywnych rozwiązań biologicznych które będą w stanie zastąpić szereg trudno recyklowalnych tworzyw ropopochodnych. Przykładem tego może być np. niedawno utworzone w pełni biodegradowalne biologicznie tworzywo wykonane z chityny.