افزودنی پلیمری

پس از گسترش استفاده از پلاستیک‌ها در سال  1950 و نیاز به ایجاد برخی خواص متفاوت در پلاستیک پایه سبب شد تا افزودنی‌های مختلفی برای پلاستیک‌ و پلیمر ارائه شوند. به طور کلی افزودنی‌ها با اهدافی چون فرآیند پذیری شدن آن، بهبود خواص مکانیکی، بهبود ظاهر، کاهش قیمت و...به پلیمر پایه افزوده می‌شوند. امروزه افزودنی‌های پلیمری از تنوع بالایی برخوردار هستند، بررسی بازار جهانی نشان می‌دهد بیش از 1000 کارخانه در سطح بین المللی در زمینه تولید انواع افزودنی‌ها فعال می‌باشند که محصولات آنها روی هم رفته بیش از 30هزار گرید را شامل می‌شود. از این میان در حدود 500 گرید افزودنی کاربرد و مصرف بیشتری را دارند. این افزودنی‌ها شامل نرم کننده، روان کننده، آنتی اکسیدان، استابلایزر نوری، انواع پیگمنت، براق کننده، شفاف کننده، آنتی بلاک، آنتی استاتیک، فیلر، استابلایزر حرارتی، اصلاح کننده ضربه، جاذب اسید، کمک فرآیند، عامل فوم زا می‌شوند. در بازار ایران در حدود 400 گرید افزودنی پلیمری خرید و فروش می‌شوند. بیشتر این افزودنی‌ها در پلاستک‌هایی چون پی وی سی، پلی اتیلن، پلی پروپیلن مصرف می‌شوند.

آنتی اکسیدان پلیمر و پلاستیک

حرارت، تنش مکانیکی و نور UV  سبب ایجاد رادیکال آزاد در پلیمر می‌شود. این رادیکال آزدد خود منجر به زرد شدن پلاستیک، کاهش خواص مکانیکی و کاهش عمر آن می‌شود. آنتی اکسیدان‌ها عمدتا ترکیبات آلی هستند که طی واکنش‌های بخصوصی سبب جذب رادیکال آزاد شده و در نتیجه از تخریب پلاستیک جلوگیری می‌کنند. آنتی اکسیدان پلیمر به دو دسته عمده آنتی اکسیدان اولیه و آنتی اکسیدان ثانویه تقسیم بندی می‌شود.

آنتی اکسیدان اولیه

این مواد دارای هیدروژن فعال بوده که به رادیکال آزد متصل شده و از گسترش فرآیند تخریب رادیکالی جلوگیری می‌کند. از جمله مهم ترین آنتی اکسیدان پلیمری آمین‌ها می‌باشند. آنتی اکسیدن بر پایه آمین در واقع آمین آروماتیک می‌باشند، این مواد برای محصولات بهداشتی قابل استفاده نیستند و بیشتر در صنایع لاستیک و پلی یورتان استفاده می‌شوند.مصرف آنها در پلاستیک‌ها محدود است. نوع دیگر آنتی اکسیدان پلیمر، آنتی اکسیدان فنولی است. این نوع مواد در انواع وزن مولکولی مختلف موجود می‌باشند. از جمله مهم ترین آنتی اکسیدان پلی فنولیک، آنتی اکسیدان 1010 می‌باشد.

آنتی اکسیدان ثانویه

این مواد با تجزیه پراکسیدها به مواد غیر فعال به عنوان مکمل آنتی اکسیدان اولیه استفاده شده و در کنار این مواد اثر هم افزایی دارند. از جمله ترکیبات مهمی که به عنوان استابلایزر ثانویه کاربرد دارند، ترکیبات فسفیتت آلی هستند. از جمله معروف ترین آنتی اکسیدان پایه فسفات آنتی اکسید 168 می‌باشد. این ترکیبات به پایدار رنگ پلیمر کمک می‌کنند. تایو استرها از دیگر ترکیباتی هستند که به عنوان استابلایزر ثانویه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

براق کننده  و پلاستیک و پلیمر (Optical brighteners)

افزودنی براق کننده که با نام عامل فلئورسنت نیز شناخته می‌شود. با استفاده از براق کننده، پلاستیک‌های سفید، سفید تر شده، پلاستیک زرد شده یا بازیافتی سفید می‌شوندو پلاستیک‌های رنگی براق تر و زیباتر می‌شوند. همچنین این ماده جهت بهبود رنگ پلاستیک بازیافتی نیز استفاده می‌شود. ترکیبات براق کننده در واقع سبب ایجاد نور آبی شده که در نهایت رنگ زرد را پوشانده و پلاستیک را سفیدتر و براق تر می‌کند. از جمله مهم ترین براق کننده‌های مورد استفاده در صنعت پلاستیک براق کننده بر پایه بیس بنزوکسازول (bis-benzoxazole) از جمله OB1  و براق کننده OB  می‌باشد.

افزودنی تاخیر انداز شعله پلیمرها

افزودنی ضد شعله و باز دارنده شعله، موادی هستند که جهت جلوگیری، بازداشتن و یا کاهش اشتعال پذیری به پلاستیک افزوده می‌شوند. افزودنی ضد شعله هالوژه به شکل سنتی مورد استفاده قرار گرفته اند، این مواد عمدتا دارای ترکیبات کلر دار و برم دار بوده و در دوز مصرف پایین اثر گذار اند. دسته دیگر از افزودنی‌های ضد شعله ترکیبات غیر هالوژنه (halogen free) می‌باشد.این ترکیبات شامل اکسیدهای فلزی و ترکیبات فسفردار هستند که عمدتا دردوز مصرف بالا استفاده می‌شوند. از جمله ضدشعله‌های غیر هالوژنه می‌توان به ترکیبات آلومینیوم و منیزیم هیدروکسید اشاره کرد.

افزودنی فوم زا ( عامل فوم زا)

ترکیبات فوم زا یا فوم کننده، همانطور که از نام آنها مشخص است. برای ایجاد فوم‌های پلیمر استفاده می‌شوند. این مواد در فرآیند تولید و در دمای مشخصی تخریب شده و گاز ایجاد می‌کنند. از مهم ترین ترکیبات فوم زا می‌توان به آزودی کربن آمید (Azodicarbonate) که با نام AC  نشان داده شده، ترکیبات فوم زا بر پایه تترامین، ترکیبات فوم زا بر پایه تولئن سولفونیل تترازین یا TSH، ترکیبات فوم زا بر پایه بنزیل سولفونیل سمی کاربازید یا OBSH، ترکیبات بر پایه سدیم بی کربنات یا NC و ترکیبات بر پایه پلیمر آکریلیک که با نام اکسپندر (Expansible microsphere foaming) نیز شناخته می‌شوند، اشاره کرد. هر کدام از این عوامل فوم زا بر اساس ماهیت شیمیایی و هم چنین مواد اصلاح شده در آنها در یک دمای خاصی گاز ایجاد می‌کنند. همچنین شدت و نحوه ایجاد گاز در مواد مختلف، متفاوت است که سبب بزرگ یا کوچک شدن حباب ایجاد شده می‌شود.

سایر افزودنی‌های پلیمری

از دیگر افزودنی‌های می‌توان به ترکیبات ضد میکروب و ضد قارچ استفاده کرد که بیشتر در کاربردهای بهداشتی و بیمارستانی و قطعات تولید شده برای استخرها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

افزودنی ضد خش از دیگر افزودنی‌هایی هستند که برای جلوگیری از خط افتادن روی پلاستیک استفاده می‌شوند. این افزودنی در قطعات دکوری بخصوص قطعات داخل خودرو اهمیت دارند.

دیگر افزودنی‌های مهم در صنعت پلیمر استابلایزر حرارتی، روان کننده، نرم کننده، اصلاح کننده ضربه، کمک فرآیند، پیگمنت و فیلر می‌باشند، این افزودنی‌ها در دسته بندی جداگانه ای بررسی شده است.