افزودنی ها در صنعت آمیزه سازی پلیمرها

 

مقدمه:

در صنعت پلیمر افزودنی ها نقش مهمی را در بهبود خواص و عملکرد پلیمرها ایفا می کنند و مهندسین را قادر به توسعه پلیمرها برای مجموعه‌ای از کاربردها در صنایع مختلف می کنند. این افزودنی ها می توانند به صورت مایع، پودر یا گرانول باشند و معمولا به مقدار کم (تنها چند درصد) در طول فرآیند تولید به زمینه  پلیمری اضافه می شوند. در این مقاله تلاش شده است تا به صورت مختصر انواع افزودنی‌های پلیمری، عملکردها و کاربردهای آن‌ها بیان شود.

 

 

معرفی افزودنی های کلیدی، عملکرد و کاربرد آن ها:

 

1. آنتی اکسیدان 

• عملکرد: آنتی اکسیدان ها همانند محافظ عمل کرده و با فرآیندهای تخریب پلیمرها همانند اکسیداسیون و تجزیه حرارتی مقابله کرده و طول عمر مفید محصولات پلاستیکی را افزایش می دهند. فرآیند تخریب پلیمرها هم در مرحله تولید و هم در طول چرخه عمر آن ها در اثر عوامل محیطی رخ می دهد. 

• کاربردها: این افزودنی‌ در محصولات پلیمری حاوی رزین های با مقاومت پایین در برابر اکسیداسیون همانند پلی پروپیلن و پلی اتیلن برای جلوگیری از تخریب در مرحله تولید و قطعات نهایی همانند لوله و اتصالات و فیلم های پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد.

 

2. پرکننده ها و تقویت کننده ها

• عملکرد: پرکننده‌ها و تقویت‌کننده‌ها شامل الیاف شیشه، نانوذرات و پرکننده‌های معدنی باعث بهبود خواص مکانیکی پلیمرها مانند استحکام، سفتی و مقاومت در برابر ضربه، پایداری ابعادی و حرارتی آن ها و همچنین کاهش قیمت می شوند. 

• کاربردها: این افزودنی‌ها به‌طور گسترده در بخش‌های خودرو، هوافضا و ساخت‌ وساز به کار می‌روند و باعث بهبود دوام و عملکرد اجزای ساختاری قطعات این صنایع می شوند. بعلاوه، در لوازم ورزشی و بدنه لوازم خانگی نیز کاربرد دارند.

 

3. پلاستی سایزرها و نرم کننده ها:

• عملکرد:  پلاستی سایزرها و نرم کننده ها انعطاف پذیری، ازدیاد طول و فرآیندپذیری پلیمرها را با تغییر دمای انتقال شیشه ای آن ها (Tg) و افزایش تحرک زنجیره بهینه می کنند.

• کاربردها: این افزودنی ها در فرمولاسیون محصولات PVC انعطاف پذیر مانند کفپوش های وینیل، کابل ها و لوله های پزشکی ضروری هستند. علاوه بر این، باعث بهبود خواص مواد الاستومری همانند الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEs) و پلی اورتان های ترموپلاستیک (TPU) می شوند.

 

4. بازدارنده های شعله

• عملکرد: بازدارنده های شعله، اشتعال پذیری پلیمرها را کاهش داده و عملکرد ایمنی آن ها را در برابر آتش افزایش می دهند. آن‌ها در فرآیند احتراق دخالت کرده و گسترش شعله را مهار یا به تاخیر می‌اندازند.

• کاربردها: این افزودنی ها عمدتا در بخش های الکترونیک و لوازم خانگی استفاده می شوند و سبب افزایش سطح ایمنی با جلوگیری از انتشار آتش می شوند.

 

5. پایدارکننده های نور ماوراء بنفش

• عملکرد: پایدارکننده  نور ماوراء بنفش از پلیمرها در برابر تخریب ناشی از اشعه ماوراء بنفش همانند زردشدگی، تردی و تخریب سطحی محافظت کرده و ظاهر و خواص مکانیکی محصولات پلیمری را در طول زمان حفظ می کند. 

• کاربردها: این افزودنی  بیشتر در قطعات واقع در فضای باز مانند قطعات خودرو و مبلمان و صندلی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

6. عوامل ضد میکروبی

• عملکرد: عوامل ضد میکروبی در محصولات پلیمری، رشد میکروبی را مهار کرده و از آلودگی باکتریایی و قارچی جلوگیری می کنند.

• کاربردها: این افزودنی ها که در محیط های مراقبت های بهداشتی، بسته بندی مواد غذایی و محصولات مصرفی ضروری هستند، شرایط بهداشتی را تضمین کرده و از گسترش بیماری های عفونی جلوگیری می کنند.

 

7. پرکننده های رسانا

• عملکرد: پرکننده های رسانا، باعث ایجاد رسانایی الکتریکی در پلیمرها شده و استفاده از آن ها را در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی تسهیل می کنند.

• کاربردها: این افزودنی ها در مواد ESD، محافظ EMI و دستگاه های الکترونیکی حیاتی بوده و امکان توسعه محصولات پلیمری با خواص الکتریکی پیشرفته را فراهم می کنند.

 

8. سازگارکننده ها و کمک فرآیندها

• عملکرد: سازگارکننده ها و کمک فرآیندها با افزایش چسبندگی فصل مشترک بین فازها، باعث افزایش سازگاری، بهبود پراکندگی فازها و کاهش ویسکوزیته مذاب پلیمری می شوند. بهبود سطح مشترک فازها نیز سبب تسهیل انتقال تنش و بهبود خواص مکانیکی می شود.

• کاربردها: این افزودنی ها بیشتر در مخلوط ها، آلیاژها و کامپوزیت های پلیمری استفاده می شوند و نحوه توزیع، خواص مکانیکی و پایداری فرآیند را بهبود می بخشند.

 

9. اصلاح‌کننده‌های ضربه:

• عملکرد: اصلاح‌کننده‌های ضربه با ایجاد انعطاف‌پذیری و چقرمگی، جذب انرژی در پلیمر‌ها را افزایش داده و باعث بهبود مقاومت به ضربه بدون ایجاد شکست می‌شوند. آن‌ها همچنین می‌توانند فرآیندپذیری مواد پلیمری را با کاهش ویسکوزیته مذاب بهبود بخشند.
• کاربردها: اصلاح‌کننده‌های ضربه برای کاربرد‌هایی که دوام و مقاومت در برابر ضربه اهمیت بالایی دارد، مناسب هستند و در طیف وسیعی از صنایع از جمله خودرو، ساختمان‌، کالا‌های مصرفی و بسته‌بندی استفاده می‌شوند.

 

10.رنگ

• عملکرد: افزودنی های رنگی به پلیمرها رنگ داده و جذابیت و زیبایی آن ها را افزایش می دهند. 

• کاربردها: این افزودنی ها به طور گسترده درصنایع خودرو، لوازم خانگی، بسته بندی، کالاهای مصرفی و غیره استفاده می شوند.

 

11.ضدمه (آنتی فاگ)

• عملکرد: افزودنی  آنتی فاگ با اصلاح خواص سطحی پلیمرها از تشکیل مه بر روی سطوح پلیمری جلوگیری کرده و با به حداقل رساندن یا حذف تشکیل قطرات آب شفافیت محصول پلیمری را تضمین می کند.

• کاربردها: برخی از کاربردهای رایج این افزودنی شامل بسته بندی مواد غذایی (مانند ظروف شفاف و فیلم ها)، فیلم های کشاورزی، کاربردهای خودرویی (مانند شیشه جلو، آینه) و عینک است. 

 

12. آنتی بلاک

• عملکرد: افزودنی‌ آنتی بلاک چسبندگی بین سطوح پلیمری را کاهش داده و از چسبیدن آن‌ها در حین فرایند تولید، انبارش یا استفاده جلوگیری کرده و باعث حفظ کیفیت محصولات پلیمری می شود.

• کاربردها: این افزودنی ها  در تولید فیلم و ورق استفاده می شوند و باعث کاهش مشکلات بلاکینگ، جداسازی آسان لایه ها در بسته بندی و افزایش کارکرد کلی فیلم های پلیمری می شوند.

 

13. لیزکننده

• عملکرد: افزودنی‌ لیزکننده باعث افزایش لغزندگی یا روان‌پذیری سطوح پلیمری، کاهش اصطکاک، بهبود فرآیندپذیری، خروج راحت قطعات قالب‌گیری شده از قالب‌ و ایجاد سطحی صاف و غیرچسبنده در محصولات نهایی می‌شود.

• کاربردها: برخی از کاربردهای رایج این افزودنی شامل اکستروژن فیلم و ورق، قالب گیری تزریقی، فیلم دمشی و صنعت بسته بندی است.

 

14. ضدخش

• عملکرد: افزودنی  ضدخش با ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطوح پلیمری حساسیت به خراش را کاهش داده و باعث ایجاد ظاهر زیبا و افزایش طول عمر محصولات می شود.

 • کاربردها: این افزودنی  معمولاً در محصولاتی نظیر نمایشگرهای الکترونیکی، قطعات تزئینات داخلی خودرو و کالاهای مصرفی استفاده می شود.

 

15. آنتی استاتیک

• عملکرد: افزودنی  آنتی استاتیک تجمع الکتریسیته ساکن را بر روی سطوح پلیمری کاهش یا از بین می برد و از جذب گرد و غبار جلوگیری می کند.

 • کاربردها: این افزودنی  در بسته بندی  قطعات الکترونیکی، منسوجات و اتاق های تمیز (clean room) که تخلیه استانیک سبب آسیب به اجزای حساس یا  جذب آلاینده ها می شود، بسیار حائز اهمیت است.

 

16. هسته زا

• عملکرد: عوامل هسته زا با ایجاد مکان‌های هسته‌زایی، تشکیل ساختارهای کریستالی کوچک‌تر و یکنواخت‌تر را در زمینه پلیمری تسهیل می‌کنند و باعث افزایش شفافیت، افزایش سفتی، بهبود پایداری ابعادی و عملکرد مکانیکی محصولات می شوند.

 • کاربردها: این افزودنی در مواردی نظیر قطعات قالب‌گیری تزریقی، فیلم‌ها و مواد بسته‌بندی مورد استفاده قرار می گیرند.

 

17. ضدبو

• عملکرد: افزودنی  ضدبو، بوهای ناخواسته ناشی از محصولات پلیمری را خنثی یا پنهان کرده و محیطی دلپذیر را ایجاد می کند.

 • کاربردها: این افزودنی  معمولاً در قطعاتی مانند تزئینات داخلی خودرو، کفش و لوازم خانگی برای مقابله با بوهای نامطلوب و بهبود جذابیت کلی محصول استفاده می شوند.

 

18. روشن کننده نوری

• عملکرد: روشن کننده های نوری باعث بهبود سفیدی و روشنایی پلیمرها شده و ظاهر آن ها را در زیر نور ماوراء بنفش یا نور طبیعی زیباتر می کنند. این مواد اشعه ماوراء بنفش نامرئی را جذب کرده و سپس آن را به صورت نور مرئی در محدوده آبی طیف منتشر می کنند.

 • کاربردها: این افزودنی ها در لوازم خانگی، منسوجات و فیلم و ورق به کار می روند تا با مقابله با زردی یا تیرگی ناشی از قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی باعث ایجاد ظاهری شاداب، تمیز و جذاب شوند.

 

جمع بندی:

مهندسان و دانشمندان مواد با انتخاب دقیق و ترکیب مواد افزودنی در فرمولاسیون‌های پلیمری فرصت‌های زیادی را برای نوآوری و توسعه محصول در صنایع مختلف باز می‌کنند. پیشرفت بی‌وقفه فن‌آوری‌های افزودنی افق‌ها را گسترش داده و راه را برای بهبود مستمر عملکرد مواد پلیمری در کاربردهای مختلف هموار می‌کند. شرکت پارسا پلیمر شریف نیز طیف وسیعی از آمیزه‌های (کامپاندهای) پلیمری پیشرفته را از طریق انتخاب دقیق مواد افزودنی و غلظت مناسب آن‌ها تولید می‌کند. این آمیزه‌ها در شش خانواده ParsaFill، ParsaFlex، ParsaAmid، ParsaNova، ParsaAdd و ParsaBio جهت کاربرد در صنایع مختلف همانند خودرور، لوازم خانگی، برق و الکترونیک، روشنایی، لوله و اتصالات، بسته‌بندی، صنعت ریلی و فیلم ‌های کشاورزی پاسخگوی نیاز تولیدکنندگان هستند.