Полимерные добавки. Общий взгляд. Продолжение

Преимущество некоторых добавок в том, что они не требуют какого-либо анализа, поскольку их свойства широко известны. Добавки обычно присутствуют в составах пластмасс намеренно для различных целей. Также могут присутствовать непреднамеренные добавки, такие как вода, загрязняющие вещества, мономер капролактама в рециркулированном нейлоне, стеариновая кислота в стеарате кальция, добавки для процесса компаундирования и т. д. Строго говоря, вещества, которые просто обеспечивают подходящую среду, в которой происходит полимеризация, или напрямую влияют на синтез полимера не являются модификаторами и называются добавками для полимеризации. Некоторыми примерами являются ускорители, катализаторы, носители катализатора, модификаторы катализатора, ограничители цепи, сшивающие агенты, инициаторы и промоторы, ингибиторы полимеризации и т. д.

С аналитической точки зрения не имеет значения, какие вещества были добавлены к полимерам в процессе их получения и намеренно это было сделано или нет. Следовательно, для целей нашего цикла будет использовано расширенное определение «добавки», а именно: добавка — это какое-либо вещество в полимерном материале, которое не является самим полимером. Таким образом, сюда входят остатки катализатора, загрязняющие вещества, растворители, низкомолекулярные компоненты (мономеры, олигомеры), продукты разложения и взаимодействия и т. д. Максимальная детализация состава представляет интерес для предварительной оценки того, должно ли исходное добавленное вещество преобразовываться (как большинство средства для полимеризации). Добавки необходимы не только для того, чтобы сделать смолы способными к переработке, но и для улучшения свойств формованного продукта во время использования.

По мере того, как расширяется область применения пластмасс, расширяется и ассортимент добавок: для улучшения механических свойств, устойчивости к нагреву, ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям, улучшения огнестойкости, повышения или снижения электропроводности и т. д. В соответствии с требованиями упаковки были созданы системы добавок, которые способствуют эффективному производству плёнки, а также специалисты разработали общую классификацию добавок, которые безопасны для использования в упаковке и других приложениях, где есть прямой контакт с едой или напитком. Количество используемых в настоящее время добавок исчисляется многими тысячами, их химический состав часто чрезвычайно сложен, и выбор материалов может вызывать недоумение. Большинство коммерческих добавок представляют собой отдельные соединения, но некоторые представляют собой олигомерные или технические смеси. Примерами полимерных добавок, содержащих различные компоненты, являются Irgafos P-EPQ, Anchor DNPD, технический глицерилмоностеарат и различные олигомеры HAS.

Полимерные светостабилизаторы на основе затрудненных аминов являются очень важными составляющими многих промышленных составов. В этих формулах часто представляет интерес не только один компонент. Скорее, общая идентичность, определяемая наличием и распределением отдельных компонентов, имеет решающее значение. Вот некоторые примеры. Уже упоминавшийся выше стабилизатор обработки Irgafos P-EPQ состоит из смеси семи соединений, а антистатик N, N-бис- (2-гидроксиэтил) алкиламин содержит пять компонентов. Аналогично, антистатик Atmos 150 состоит из моно- и дистеарата глицерина. Этоксилированные спирты состоят из полидисперсных смесей. Нонилфенол представляет собой смесь моноалкилфенолов с разветвленными боковыми цепями и средней молекулярной массой около 215. Коммерческий стеарат кальция состоит из 70% стеарата и 30% пальмитата. Диалкилфталаты также являются техническими материалами, а также пентаэритритолтетрастеаратом (PETS) с высокой молекулярной массой (MW).

Антипирены часто также представляют собой смеси, такие как полибромдифениловые эфиры (PBDE) или бромированные эпоксидные олигомеры (BEO). Поверхностно-активные вещества редко встречаются в виде чистых соединений. Также следует понимать, что многие добавки продаются под различными названиями. В литературе приведены некоторые примеры выбора стабилизаторов и встречаются разные названия одних и тех же добавок, к примеру: фенольный антиоксидант 2,2-метилен-би-(6-3-бутил-4-метилфенол), ароматический амин N-1,3-диметил-бутил-N-фенил-парафенилендиамин, фосфит триснонилфенилфосфит, тиосинергист дилаурилтиодипропионат, поглотитель ультрафиолета 2-гидрокси-4-n-октоксибензофенон, никель-гаситель 2,2-тио-бис-(4-3-октилфенолато-бутиламин-никель), светостабилизатор на основе затрудненных аминов с низкой молекулярной массой или HALS (ди-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил себацат) и полимерное соединение HALS (Тинувин 622).

Различные коммерческие добавки представляют собой бинарные или тройные смеси. Примерами являются Irganox B225 (Irganox 1010 / Irgafos 168, 1:1), Ultranox 2840 (Ultranox 276 / Weston 619, 3:2) и Tinuvin B75 (Irganox 1135 / Tinuvin 765 / Tinuvin 571, 1:2:2). Из вышесказанного и приведённых примеров видно, что справочная информация о полимерных добавках обширна, однако книги и статьи на эту тему попадают в одну из двух категорий. Некоторые предоставляют коммерческую информацию в форме данных о множестве добавочных классов или об изменениях на рынке. Другие больше заинтересованы в изложении научных и технических принципов, лежащих в основе современной практики. Мы же, с учётом огромного количества полимеров и ещё большего числа модификаторов, отдадим приоритет пониманию принципов взаимодействия полимеров с аддитивами, а не просто передаче фактической информации.