Полимерные добавки. Коммерческие формы модификаторов

Некоторыми важными вехами в развитии добавок за последние 40 лет стало внедрение беспыльных составов светостабилизаторов (1979 г.), сыпучих антиоксидантов, светостабилизаторов и соединений (1983 г.), сыпучих гранул олигомерных светостабилизаторов (1989 г.), легкотекучих / не содержащих пыли олигомерных светостабилизаторов и антиоксидантов (1991 г.), долговечных, не содержащих пыли антиоксидантов и других соединений (1995 г.) и специальных добавок (упаковки в виде порошка, не содержащих пыли уплотненных гранул или в виде сырьевой смеси). Свободнотекучие кремнеземистые наполнители были созданы путем диспергирования силоксановых смол. Концентраты добавок также доступны в форме гранулята (например, Morstille 18, форма пастилки DSTDP от Morton Performance Chemicals).

По сравнению с обычной смесью эти составы имеют то преимущество, что их можно приготовить при очень низких температурах, и, таким образом, добавки, вероятно, будут практически неповрежденными. Недавно были внедрены некоторые инновационные системы сферических частиц с узким распределением по размерам, такие как гранулирование в процессе каплеобразования с промышленным применением восков, омыленных жирных кислот, стеаратов металлов, металлических мыл, стабилизаторов и цветных концентратов и грануляции в непрерывном псевдоожиженном слое (FB), как продемонстрировано для сажи (CB), TiO2, антипиренов (FR), цветных пигментов, стабилизаторов на органической основе (OBS) и светостабилизаторов. Гранулирование в процессе каплеобразования из низковязких пластиков и добавок применимо к материалам, доступным в виде жидкостей или расплавов с вязкостью ниже 500 сП.

За последние 25 лет наблюдалось постоянно возрастающее влияние добавок к основной смеси (концентратов, содержащих более высокий уровень добавок, диспергированных в исходном полимере), например, для антистатиков, пенообразователей, антипиренов, модификаторов ударопрочности, противомикробных препаратов, смесей модификаторов для улучшения поверхности и уменьшения сдвига, смесей красителей и т. д. Использование концентрированных добавок и сложных систем доставки материалов даёт высокую уверенность в смешивании полимеров. Другими важными причинами выбора добавок для суперконцентратов вместо чистых добавок являются физическая форма, дозируемость, простота обращения, однородное смешивание, безопасность, защита добавок и улучшение производительности, опыт поставщика и, конечно, стоимость.

Пористые полиолефиновые носители предлагают поставщикам полимерного сырья недорогой и простой способ получения высоких концентратов без использования экструдера. Чистые добавки обычно требуют особого обращения. Фактически, некоторые добавки должны быть диспергированы как пигменты, чтобы избежать агломерации; а другие должны быть интенсивно замешаны. Трудно выбрать условия обработки, которые одновременно обеспечивают оптимальную эффективность смешивания / диспергирования / замешивания / растворения, необходимую для обработки добавок с очень разными свойствами. Мастербатчи же вполне подходят для того, чтобы преодолеть эти проблемы. Производитель добавки или поставщик сырьевой смеси может осуществлять отбор добавок и производство смеси.

Смешивание — ещё одна популярная тенденция у производителей пластиков. Системы в одной упаковке могут предлагать антиоксидантную активность, смазывающее действие или антикоррозионную активность в одной упаковке, обычно в виде продукта с низким содержанием пыли или её отсутствием. В общей базе данных упоминается уже около двухсот коммерческих бинарных и тройных фенолфосфитных смесей, HALS-содержащих смесей и прочих смесей. Поскольку большая часть переработки полимеров требует как первичного, так и вторичного добавления антиоксидантов, смеси «onepack», содержащие эти компоненты, являются еще одной очевидной разработкой. Смеси антиоксидантов представляют собой комбинации первичных затрудненных фенольных и вторичных фосфорорганических антиоксидантов, которые синергетически действуют вместе, обеспечивая превосходные характеристики в предотвращении термоокислительной деградации полимера.

Примерами являются химические добавки Ciba Specialty Chemicals серии Irganox B (например, Irganox B561 — это Irganox 1010 и Irgafos 168 в пропорциях 1:4) и смесь химических веществ Great Lakes без пыли (NDB). Переход к многокомпонентным пакетам добавок устраняет риск ошибок оператора, приводит к повышению производительности, помогает соблюдению протоколов ISO и других международных регуляторов и обеспечивает безопасное производство. Другими преимуществами являются простота дозировки, снижение вариабельности концентрации во время производства полимера (контроль качества, меньше некондиционного продукта), в логистике и в аналитических затратах (анализ только самого лёгкого обнаруживаемого компонента). В следующей части продолжим о способах производства добавок.