Полимерные добавки. Общий взгляд

В постоянном стремлении к более лёгкой обработке, улучшении физических свойств, лучшей долгосрочной производительности и необходимости реагировать на новые правила гигиены окружающей среды, индустрия добавок продолжает развиваться и расширяться. Добавки могут составлять ингредиенты для пластмасс, но они играют важную роль и в других материалах, таких как покрытия, лаки и краски, печатные краски, фотопленки и бумаги, а также их обработке. В этом отношении наблюдается существенное совпадение между пластмассовой промышленностью и текстильной, резиновой, клеевой и пищевой отраслями. Например, пигменты могут использоваться за пределами пластмассовой промышленности в синтетических волокнах, чернилах, покрытиях и каучуках, в то время как пластификаторы используются в составах энергетических материалов (полимерных композиционных взрывчатых веществ и пропеллентов, то есть жидкостей, предназначенных для распыления).

Поэтому добавки к пластмассам следует рассматривать в более широком контексте специальных химикатов. Они считаются химическими веществами с особыми свойствами, предназначенными для нишевых рынков, особых сегментов или даже отдельных компаний. Клиенты покупают эти химикаты для достижения желаемой производительности. Добавки для полимеров и покрытий являются идеальными специальными химическими веществами: они очень специфичны по своему применению и очень эффективны по своим характеристикам и, как правило, предлагаются разными производителями с большой вилкой по цене. Соответствующий бизнес связан со значительными знаниями в области инноваций и технических приложений. Исследования и разработки имеют важное значение, и глобальное функционирование имеет жизненно важное значение в этой области, поэтому мелким предприятиям выжить здесь довольно сложно.

Пластиковые добавки в настоящее время представляют собой весьма успешный и важный сектор химической промышленности. Полимерные добавки являются растущим сектором специальной химической промышленности. Некоторые материалы, которые продаются более 20 лет, сегодня считаются товарными химикатами, особенно когда истёк срок действия патентов на их использование. Другие, однако, имеют более короткую жизнь или даже исчезли почти бесследно, например когда производственный процесс не может быть оптимизирован таким образом, чтобы стать экономичным, когда возникают непредвиденные проблемы с токсичностью или когда новое поколение добавок делает их технически устаревшими.

На этом этапе полезно рассмотреть определение добавки, данное ЕС: добавка — это вещество, которое включено в пластик для достижения технического эффекта в готовом продукте и предназначено для того, чтобы стать неотъемлемой частью готового продукта. Некоторыми примерами добавок являются антиоксиданты, антистатики, противозатемняющие агенты, эмульгаторы, наполнители, модификаторы ударопрочности, смазочные материалы, пластификаторы, антиадгезивы, растворители, стабилизаторы, загустители и УФ-поглотители. Добавки могут быть либо органическими (например, алкилфенолы, гидроксибензофеноны), неорганическими (например, оксиды, соли, наполнители) или металлоорганическими (например, металлокарбоксилаты, комплексы с никелем, ускорители на основе цинка).

Классы коммерческих добавок к пластику, резине и покрытиям и их функциональные возможности приведены в специальной литературе и подробно останавливаться на них мы не будем. Здесь же заметим, что с самых ранних стадий развития полимерной промышленности стало понятно, что полезные материалы могут быть получены только в том случае, если определенные добавки были включены в полимерную цепочку в процессе, обычно известном как «компаундирование». Добавки придают пластмассам значительные расширения свойств в одном или нескольких направлениях, таких как общая прочность, жёсткость и ударопрочность, термическое сопротивление, сопротивление изгибу и износу, акустическая изоляция, химическая стойкость, сопротивление ультрафиолету и т. д. Устойчивый рост спроса на пластмассовые изделия в промышленности и отзывы потребителей показывают, что пластмассовые материалы становятся более эффективными и захватывают классические области других материалов.

Эта эволюция также отражается в более высокой рабочей температуре, динамической и механической прочности, более высокой устойчивости к химическим веществам или радиации и составах без запаха. Следовательно, современная пластмассовая деталь часто представляет собой высокотехнологичный продукт, свойства которого не в последнюю очередь связаны с добавками. Добавки (и наполнители) в широком смысле являются важными ингредиентами производимого полимерного материала. Добавка может представлять собой первичный ингредиент, который составляет неотъемлемую часть основных характеристик конечного продукта, или вторичный ингредиент, который функционирует для улучшения характеристик и / или долговечности. Полипропилен является выдающимся примером, показывающим, как полимерные добавки могут превратить уязвимый и нестабильный макромолекулярный материал в продукт большого объёма на рынке. Расширение применения полиолефинов в различных областях промышленного и повседневного использования в большинстве случаев было достигнуто именно благодаря использованию таких специальных химикатов.