پایدار کننده ی حرارتی

پایدارکننده حرارتی پی وی سی ( PVC thermal stabilizer )

PVC (Polyvinyl Chloride) بعد از پلی ­اتیلن و پلی ­پروپیلن، پرمصرف­ترین پلیمر پلاستیک در جهان است. PVC یک پلیمر با هزینه نسبتاً کم و دارای مقاومت شیمیایی و بیولوژیکی مناسب و قابلیت کارایی عالی است. اما همیشه باید، پلیمر اصلاح نشده با مخلوط کردن با مواد افزودنی مانند استابلایزرها (stabilizer)، پلاستی سایزرها، رنگدانه­ ها و سایر مواد افزودنی ترکیب شود تا عملکرد نهایی خوبی داشته باشد. پلی وینیل کلرید یک ماده حساس به نور و گرماست و به دلیل نقص­ های موجود در ساختار زنجیره­ های پلیمری خود، به طور ذاتی از لحاظ گرمایی ناپایدار است و مقاومت حرارتی بسیار ناچیزی دارد و طی فرآیندهای هیدروکلریناسیون تخریب می­شود، که با تغییر رنگ PVC همراه است که از نظر شیمیایی تشکیل پیوندهای دوگانه مزدوج باعث تغییر رنگ می شود . کامپاندهای PVC در سیکل های اختلاط، اکستروژن، قالب گیری، ترموفرمینگ، ورقه کردن و در قطعات بازیابی شده، دارای تاریخچه حرارتی می شوند. در حقیقت در حین فرایند اکستروژن و کامپاندینگ، تزریق و کلندر PVC که همراه با تنش و گرما است، فرایند تخریب PVC با آزاد شدن اتم­ های کلر فعال آغاز می­شود. برای آنکه PVC بتواند در دمای فرایند شکل ­دهی طاقت بیاورد، حداقل باید با یک پایدارکننده حرارتی مناسب یا همان استابلایزر مخلوط شود. استفاده از افزودنی­ های پایدارکننده حرارتی یا همان استابلایزر حرارتی در فرمولاسیون کامپاند PVC، هیدرو­کلرزدایی و خوداکسایشی را کند کرده و مانع از تغییر رنگ محصول می­شود، همچنین امکان شکل­ دهی محصول در دماهای بالا را فراهم می­کند و از تخریب PVC در حین فرایند شکل­ دهی جلوگیری می­کند. استابیلایزر این کار را به واسطه جذب هیدروژن کلراید ( HCl )، جابجایی اتم­ های کلراید فعال، جذب و غیر فعال کردن رادیکال­ های آزاد، اختلال در تشکیل باند دوگانه، غیر فعال کردن محصولات جانبی تخریب، تجزیه پراکسید و جذب انرژی UV انجام می­دهد. همچنین استفاده از افزودنی ­های پایدارکننده حرارتی به حفظ پایداری نوری در زمان کاربری نیز کمک می­ کند.

در حقیقت استابلایزرها دسته بزرگي از مواد هستند كه مانع از آزاد شدن گاز HCl مي‌شوند كه در حين فرايند سوختن PVC آزاد مي‌شود. اهميت اين ماده زماني مشخص مي‌شود كه بدانيم PVC به راحتي در دماي °۱۰۰ بدون حضور استابيلايزر شروع به سوختن مي‌كند درحاليكه دماي فرايند توليد براي محصولات سخت حدود  180 درجه ی سلسیوس می­باشد. پایدارکننده حرارتی پی وی سی یکی از انواع مواد پایدارکننده ه­ایی است که پی وی سی باید در طول فرآیند اکستروژن با آن ترکیب شود. به بیان دیگر می توان گفت که پایدار کننده های دیگری نیز وجود دارند که پی وی سی لازم است با آن ها ترکیب شود. لازم به ذکر است که پایدارکننده پی ­وی­ سی در فرم­ های مختلفی قابل فروش و استفاده است که از جمله آن می­توان به فرم مایع و پودری اشاره کرد. البته در بیشتر مواقع از فرم پودری این محصول استفاده می شود.

انواع پایدارکننده های پی وی سی

به طور کلی استابلایزرهای پی وی سی شامل دو نوع :

الف) پایدارکننده­ های حرارتی (Thermal stabilizer) برای محفاظت پلیمر در حین فرآیند

ب) پایدارکننده ­های امواج ماوراءبنفش (UV) برای محفاظت پلیمرها در برابر تشعشعات بیش از اندازه خورشیدی است، که معمولا باعث تغییر رنگ و تخریب زود هنگام پی­وی­سی  تقسیم می­گردند.

پایدار کننده حرارتی اغلب در پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده می شوند. PVC به حرارت و تنش بسیار حساس است و تحت این شرایط در اثر تجزیه، کلریدریک اسید (HCl) آزاد می­کند. از آنجا که HCl خاصیت خورندگی دارد و با توجه به تمایل پلیمرها به تجزیه سریع، PVC باید در طول اکستروژن پایدار شود. از آنجایی که  PVC های سخت در دمای بالاتری فرآوری می­شوند در مقایسه با  PVC های انعطاف­ پذیر اهمیت پایدارکننده­ ها بیشتر است. چنانچه یک مولکول HCl از تجزیه PVC آزاد شود، آزاد شدن مولکول­های HCl نزدیک به آن تسهیل و منجر به تجزیه سریع پلیمر می­شود. پایدارکننده ­ها با اولین مولکول HCl آزاد شده واکنش می­دهند و بدین ترتیب مانع تسهیل فرآیند آزاد شدن مولکول­ های دیگر می­شوند. در واقع علت اصلی استفاده از استابیلایزرها در اکستروژن لوله این است که که بتوان PVC را در اکسترودر با تجهیزات داغ، فرآیند کرد، به طوری که بدون استفاده از استابیلایزر، PVC کاملاً سوخته شده و به زغال تبدیل می­گرد و باعث بروز خطراتی از جمله ترکیدن قالب می­گردد. استابیلایزرها تاثیر چندانی بر مدت عمر یا مقاومت هوازدگی ایجاد نمی­کنند مگر در مورد کامپاندهایی که با عنوان مقاوم در برابر هوازدگی، نامیده می­شوند که در این کامپاندها، مقدار استابیلایزر می­تواند تاثیر مثبتی در جهت مقاومت هوازدگی را ایجاد کند .لازمه دوام PVC در حین فرآیند شکل دهی ترکیب با یک پایدار کننده حرارتی مناسب است تا فرم آن تغییری پیدا نکند و تخریب نشود. این پایدار کننده با خنثی کردن هیدروکلریک اسید تولید شده و جلوگیری از جدایی اتم کلر به حفظ هر چه بهتر PVC کمک می­کند.

پایدارکننده­ های UV، برای پلیمرهایی استفاده می شود که توسط انرژی امواج ماوراءبنفش قابل تجزیه هستند. انرژی UV باعث شکست زنجیره پلیمرهای بدون محافظ می­شود. نتایج این تخریب، کاهش خواص مکانیکی، تغییر رنگ و ترک خوردگی است. این پایدارکننده ­ها جاذب قوی امواج UV هستند و مانع تخریب پلیمرها می­شوند. همچنین این مواد به عنوان یک تله برای رادیکال ­های آزاد شده در حین تجزیه، عمل می­کنند.

تاکنون، بیشتر پایدارکننده ­های PVC بر پایه کلسیم و سرب بوده ­اند. اما ملاحظات زیست محیطی انواع جدیدی از این مواد را پدید آورده است که به عنوان نمونه می­توان به پایدارکننده ­های بر پایه باریم ـ روی و کلسیم ـ روی اشاره کرد. همچنین این روزها دو گروه مهم، پر مصرف و پر بازده پایدارکننده­ ها، شامل پایدارکننده های پایه سرب و کادمیوم، به دلایل محدودکننده زیست محیطی و مخاطرات سلامتی، کمتر مورد استقبال صنایع پیشرو هستند. گروه­ های جایگزین این استابلایزرها انواع کلسیم/ زینک، باریم/ زینک، منیزیم/ زینک، کلسیم/ منیزیم/ زینک، پتاسیم/ زینک، قلع، پایدارکننده­های آلی و … هستند. انتخاب استابلایزر مناسب و جایگزین برای استابلایزرهای سربی و کادمیومی کار سختی است وبسته به شرایط فرایند تولید، الزامات کاربردی محصول ( مانند شفافیت، قرار گرفتن در تماس با مواد غذایی، تابش نور خورشید، حضور دیگر افزودنی­ها، نوع PVC پایه و …)، الزامات اقتصادی و محیط زیستی بستگی دارد.

ویژگی­ های پایدار کننده های PVC

از مزیت های این محصول می توان به پایداری عالی حرارتی طولانی مدت، حلالیت کم در آب، بدون نشت در محیط، بدون بو در هنگام پردازش و در محصول نهایی، ظاهری کاملا سفید و بسته به سلیقه مشتری پودر یا پرک شده و مناسب برای تولید محصول با کربنات بالا اشاره کرد. از دیگر مزایای پایدار کننده های پی وی سی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • افزایش مقاومت حرارتی
  • کاهش زردی ناشی از فرایند شدن PVC در محصول نهایی
  • مقاومت نوری بالا
  • فرایند پذیری خوب
  • بهبود کیفیت سطح قطعات تولیدی
  • افزایش راندمان تولیدی
  • افزایش خواص مکانیکی محصول تولیدی
  • بهبود روان­ کنندگی در فرایند
  • بازدارندگی اشتعال و فرونشاننده دود
  • از وارد شدن ضرر و زیان به محیط زیست جلوگیری به عمل می آورد.
  • جلوگیری از تضعیف خاصیت مکانیکی پی وی سی
  • جلوگیری از فرآیند فرسایش و تخریب پلی وینیل کلراید
  • حفظ ویژگی های ظاهری و خواص پلیمر
  • حفظ خاصیت و ویژگی­های پی وی سی مانند جلوگیری از شگستگی، تغییر رنگ و تغییر ساختار

کاربردهای پایدارکننده حرارتی پی ­وی­ سی (استابلایزر PVC )

  • پروفیل های در و پنجره
  • ورق کلندر
  • لوله و اتصالات
  • قطعات تولیدی با قالبگیری تزریقی و دمشی
  • لوله برق (داکت)
  • ورق فومیزه
  • چرم مصنوعی
  • ژئومبران
  • فیلم شرینک
  • فیلم استرچ و کلینگ
  • کاغذ دیواری
  • کف پوش سخت و نرم
  • شلنگ
  • سیم و کابل
  • قطعات اکستروژن و تزریق پزشکی

کاربردهای پایدار کننده PVC

استئارات کلسیم (calcium stearate)

استئارات روی ( Zinc Stearate )

استئارات روی zinc steararte با فرمول شیمیایی C36H70O4Zn ، افزودنی پودری سفید رنگ میکرونیزه و آب گریز است که در خانواده صابون­ های روی قرار دارد. این ماده پرکاربرد صنعتی از واکنش اسیدهای چرب با ترکیبی از فلز روی حاصل می‌شود. پلیمرها، مولکول­های بلند زنجیری هستند که در حرارت‌های بالای نقطه ذوب­شان، ویسکوز و چسبنده می­شوند. نیروهای اصطکاکی بین پلیمر-پلیمر، پلیمر-فلز، پلیمر-پرکننده (فیلر)، پرکننده-پرکننده و پرکننده-فلز حرکت کامپاند پلیمری را با مشکل مواجه می­کند. در این میان روان­ کننده ها با کاهش ضریب اصطکاک سطوح در حال حرکت این مشکل را برطرف می کنند. در میان روان­ کننده ها، استئارات روی یک افزودنی بسیار مهم در تولید و فرایند پلیمرها است. این ماده به عنوان روان­ کننده داخلی در پودرهای قالب­ ریزی و به عنوان روان­ کننده قالب و… استفاده می­شود. برای این منظور نکته پر اهمیت در مورد استئارات روی این است که عاری از روی به صورت فلز باشد زیرا فلز روی منجر به شکست زنجیرهای پلیمر می‌شود.

چگونگی کاربرد استئارات روی

استئارات روی می تواند گیاهی یا چربی باشد مواد گیاهی از منابع گیاهی گرفته می شوند،در حالی که مواد پایه چربی از منابع حیوانی استخراج می شوند. مانند سایر استئارات ­های فلزی، استئارات روی کاربردهای صنعتی زیادی دارد. از گذشته به‌طور معمول از اسیداستئاریک و اکسید روی در پروسه حرارت­ دهی لاستیک استفاده می­ شده است. این مواد در واقع به نوعی فعال­کننده (activator) و شتاب­ دهنده (accelerator) فرایند به حساب می آیند. استئارات روی یکی از قدرتمندترین عوامل روان‌کننده و رهایش از قالب به حساب می­آید .این ماده می­تواند به‌طور کامل جایگزین مواد متداول (اسید استئاریک و اکسید روی) در صنعت فرآوری لاستیک شود. این ماده در حضور یا عدم حضور مواد پرکننده خواص بسیار خوبی را از خود نشان می­دهد .به عنوان ماده اولیه به طور متداول همراه با دیگر نمک های استئارات مانند استئارات­ های کلسیم روی ، باریم و … برای پایداری حرارتی پی­وی­سی استفاده میشود. در صنعت پلاستیک اغلب به عنوان عامل رباینده، روان­ کننده و آزادکننده برای EPS و PS و PE و PU استفاده می­شود و همچنین مفید برای بدست آوردن محصول نهایی با سطح نرم و صاف و اصطحکاک کم می­باشد وضوح برجسته و پایداری حرارتی از خاصیت­ هایی است که آنها را مخصوص و مناسب برای ضربه پذیری گرید بلوری PS و دیگر پلیمرهای شفاف (PE,PS,PA,PVC,SMC,BMC) می­کند.

ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی استئارات روی

استئارات روی با دانسیته 095/1گرم در سانتی متر و نقطه ذوب 120 تا 130 درجه سانتی­گراد می­ باشد. این ماده ترکیبی آب گریز است و در گروه صابون­ های فلز روی طبقه ­بندی می­شود . پودری سفید رنگ و میکرونیزه است که در آب، الکل و اتر نا محلول است اما در حلال­ های پایه نفتی قابل اشتعال یا حلال­ های آروماتیک مانند بنزن و هیدروکربن­ های کلرینه با افزایش حرارت حل می­شود. یک ترکیب آب دوست و چربی دوست است و به صورت پرک، گرانول، پودر تولید می­شود. به طور عمومی این ماده به عنوان عامل انتشار و تغلیظ­ کننده و امولسیفایر در صنایع گوناگون استفاده می­شود؛ زیرا هم چربی دوست وهم ابدوست است.

 کاربردهای استئارات روی

  • استئارات روی به عنوان روان­ کننده خارجی در صنایع پلاستیک و لاستیک محسوب می­شود.
  • استئارات روی عامل مات­ کننده برای صنایع پلاستیک و لاستیک می­باشد.
  •  به عنوان عامل سنباده در سیلرها استفاده می­گردد.
  •  به عنوان عامل دیسپرس، آزادکننده و پخش ­کننده رنگ و پیگمنت در انواع مستربچ­ ها محسوب می­گردد.
  • به عنوان عامل لغزنده برای پوشش ­دهی به کاغذها از جمله کاغذ سمباده مورد استفاده است.
  • در صنایع ساختمان به عنوان عامل ضد آب برای گچ کاری مورد استفاده قرار می گیرد.
  • استئارات روی به عنوان یک عامل ضدچسبندگی در مواد آرایشی پودری عمل می­کند. از دیگر کاربردهای روی استئارات در لوازم آرایشی می­توان به عنوان روان ­کننده و همچنین ضخیم ­کننده برای تقویت بافت اشاره کرد.
  •  استئارات روی برای پوشش و رنگ کاربرد دارد و به طور گسترده­ای در پوشش مبلمان، جوهر درجه یک، پوشش خودرو، پوشش دریایی، پوشش پودری، پلاستیک، رزین پلیمری، لاستیک الیافی، کاغذ، لوازم آرایشی، متالورژی پودر و محصولات سیمان استفاده می­شود.
  • انواع تولیدکنندگان سیالات فلزکاری از استئارات روی به عنوان یک روان­ کننده موثر برای آزادسازی قالب استفاده می­کنند. این امر به ویژه در ساخت فلزات پودر شده در جایی که حداقل تأثیر را روی پخت داشته باشد مفید است، یعنی فرآیند ایجاد یک ماده پودری که از طریق حرارت دادن به یک ماده جامد یا متخلخل متصل می­شود ، اما بدون روان­شدن می باشد.
  • استئارات روی یک ماده effective موثر در پراکندگی رنگدانه و روان­کننده در تولید PVC ، پلی اتیلن و ABS است. در کاربردهای SMC (ترکیب قالب سازی ورق) ، از آن به عنوان اصلاح­ کننده ویسکوزیته استفاده می­شود و سطح محصول نهایی را بهبود می­بخشد. استئارات روی همچنین به عنوان پاک­ کننده باقی­مانده ­های اسیدی در تولید پلی­الفین عمل می­کند و به عنوان عامل آزادکننده قالب و روان­ کننده فرآیند در تولید پلی استایرن استفاده می­شود.
  • استئارات ­روی با استفاده از دستورالعمل­ های CFR 21و FDA باعث آزادشدن قالب برای قرص می­شود.
  • استئارات روی به عنوان یک روان­ کننده داخلی در تولید لاستیک قالب­گیری شده و به عنوان یک روان ­کننده خارجی یا گرد و غبار با خواص ضد بلوک عالی عمل می­کند. یکی از رایج ­ترین موارد استفاده از استئارات روی در تولید لاستیک، به عنوان عامل آزادکننده و و نرم ­کننده همچنین فعال­ کننده برای ولکانیزاسیون لاستیک است. کاربرد دیگراستئارات روي در صنایع لاستیک رنگ مستربچ پودرهای آتشفشانی می باشد.
  • این ماده در فرایند تولید مواد شیمیایی مانند لاستیک ،پودرهای متالورژی و …و برای آماده سازی سایر مواد برای پیوند باسطح یا به طور خاص به عنوان ماده پوشش روبشی بکار می رود به علاوه به عنوان یك ماده كمكی در فرایندهایی كه نیاز به حذف و غیر فعال کردن ناخالصی ­ها و واکنش ­های نامطلوب دارند، عمل می­كند.
  • به دلیل خاصیت چربی دوستی این ماده به عنوان کاتالیست بین فازی برای فرایند صابون­ سازی یعنی فرایندی که طی آن چربی در حضور گرما تحت شرایط قلیایی به صابون و الکل تبدیل می­شود مورد استفاده قرار می­گیرد.
  • استئارات روی به عنوان یک اسید شکن و کمک فرایند در برخی پلی اولفین ها کاربرد دارد.
  • صنعت رنگ و روکش از استئارات روی برای تعلیق رنگدانه و بهبود سنگزنی (قابلیت پودر شدن) و مات کنندگی استفاده میکند.
  • در میان روان­ کننده ­ها نظیر پلی اتیلن واکس (PE WAX) ، استئارات روی، استئارات کلسیم و….. استئارات روی به عنوان یکی از افزودنی­های بسیار مهم در تولید و فرآیند حرکت پلیمرها و دیسپرس مواد محسوب می شوند .
  • استئارات روی می تواند جایگزین کامل مواد مورد نیاز و متداول نظیر اسید استئاریک و اکسید روی در صنعت لاستیک و پلاستیک باشد، استئارات روی به عنوان ماده اولیه برای پایداری حرارتی پی وی سی (PVC) مورد استفاده قرار می گیرد. استئارات روی به طور گسترده برای تولید محصولات پلاستیکی و لاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای استئارات روی

 

استئارات کلسیم (calcium stearate)

استئارات کلسیم

استئارات کلسیم (Calcium stearate) که به اسید اکتادکانوئیک کلسیم نیز معروف است پودری کریستالی سفیدرنگ و روشن به شکل پفی با فرمول شیمیایی  C36H70CaO4 است. استئارات کلسیم یک کربوکسیلات کلسیم است که به عنوان یک صابون کلسیم طبقه بندی می شود. استئارات کلسیم در واقع نوعی صابون فلزی اسید استئاریک است که از جایگزین شدن یون کلسیم با یون هیدروژن اسید ایجاد می شود. در واقع استئارات کلسیم یکی از مهمترین اجزای تشکیل دهنده صابون است و به مقدار زیادی در صابون استفاده می شود. بر خلاف صابون هایی که از سدیم و پتاسیم تشکیل شده اند، استئارات کلسیم در آب حل نمی شود و به همین دلیل به خوبی کف نمی کند.

استئارات کلسیم رایج ترین ماده روان­ کننده است و با تصفیه اسید استئاریک با هیدروکسید کلسیم و سپس امولسیون سازی و فرآوری با پراکندگی ۵۰٪ آبی تولید می شود. استئارات کلسیم به عنوان یک عامل روان کننده، رباینده اسید و کمک فرآیند در ترکیب بسیاری از پلیمرها مانند  پلی استایرن و پلی الفین ها استفاده می شود.  استئارات کلسیم علاوه بر خاصیت روان­ کنندگی، دارای قابلیت پایدارکنندگی، جداکننده قالب و مواد فعال کننده سطحی و همچنین بسیاری از مواد غذایی نیز می باشد. این ماده در صنعت رنگ، رزین، لاستیک و پلاستیک کاربردهای فراوانی دارد. همچنین در پی وی سی­ های سخت و محکم نیز استفاده می شود و از خواص آن این است که می­تواند کار ذوب را سریع­تر کند. استئارات کلسیم از سال 1955 توسط Hoechst و همچنین  از اواخر سال  1960 توسط Montell مورد استفاده قرار گرفته است.استئارات کلسیم نوعی ماده افزودنی است که مانند یک پاک کننده برای اجزای ته نشین شده کاتالیست عمل می کند. استئارات کلسیم همچنین به عنوان یک ماده چرب عمل می کند.

نکاتی درباره ی استئارات کلسیم

زمانی که استئارات کلسیم به سایر مواد اضافه می شود؛ سایش، اصطکاک و ترک خوردگی را کاهش داده و ضریب سیلان را افزایش می دهد. از آنجایی که استئارات کلسیم در آب حل نمی شود، در الکل سرد، اتر و استون نیز قابل حل نیست.

گیاه خوران (افرادی که علاوه بر نخوردن گوشت حیوانات، از محصولاتی که در ساخت آن از اجزای بدن حیوانات مانند پوست و چربی حیوانات استفاده شده است، خود داری می کنند) از مصرف لوازم آرایشی که محتوی این ماده باشد اجتناب می کنند زیرا ممکن است منشاء آن از یک منبع حیوانی باشد. در واقع تمام محصولات آرایشی که در ایالات متحده تولید و ساخته می شود، از  اسید استئاریک گرفته می شود که از روغن های گیاهی مانند روغن نارگیل و روغن پالم درست می شود. با این وجود ممکن است گاهی در تولید لوازم آرایشی از چربی گاو استفاده شود.در سایر کشورها ممکن است اسید استئاریک از دانه سویا و تخم کتان یا سایر روغن های گیاهی به دست بیاید.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی استئارات کلسیم

استئارات کلسیم با وزن مولکولی 607 گرم بر مول است و نقطه ذوب ۱۷۹ ~ ۱۸۰ به راحتی توسط گرما تجزیه می شود. این ترکیب در آب ، اتانول سرد و دی اتیل اتر نامحلول است و در بنزن گرم ، تولوئن و ترپنتین کمی محلول و در اتانول گرم و دی اتیل اتر محلول است. این ماده با اسید قوی واکنش می دهد و  به اسید استئاریک و نمک کلسیم مربوطه تجزیه  می شود و در معرض هوا رطوبت را  جذب می­کند. عیب استئارات کلسیم رنگ اولیه آن است زیرا در صورت گرم شدن در دمای بالاتر از ۱۰۰ سانتی گراد در طولانی مدت باعث می شود که PVC سفید به یک رنگ مایل به قرمز تبدیل شود به خصوص هنگامی که دی اکسید تیتانیوم در فرمولاسیون آن وجود داشته باشد.

استئارات کلسیم

کاربردهای استئارات کلسیم

  • کلسیم استئارات می تواند به عنوان تثبیت کننده حرارتی پلی وینیل کلراید استفاده شود و خاصیت روانکاری عالی دارد. این ترکیب ارزان و دارای قابلیت پردازش مناسب است و با صابون روی و ترکیبات اپوکسی اثر هم افزایی نشان می دهد و ثبات حرارتی را بهبود می بخشد.
  • کلسیم استئارات به عنوان یک ماده ضد آب و مواد افزودنی پلاستیکی به طور گسترده ای در صنایع غذایی، پزشکی، مواد آرایشی، پلاستیک و صنایع لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد و عمدتا در تولید امولسیون کننده ­ها، تثبیت کننده­ ها، مواد آزاد کننده، تسریع کننده­ ها، مواد پایه لوازم آرایشی استفاده می شود.
  • این ماده شیمیایی معمولاً برای محصولات نرم غیرسمی مانند فیلم­ های بسته­ بندی مواد غذایی، ابزار پزشکی و غیره استفاده می شود.
  • استئارات کلسیم برای حلاّل کردن مواد غیر آبی مانند انرژی خورشیدی و همچنین برای تسویه آب مورد استفاده قرار می گیرد.
  • استئارات کلسیم برای پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده می شود و می تواند اثرات سوء کاتالیزور باقیمانده را روی رنگ و تثبیت کننده رزین از بین ببرد.
  • این محصول همچنین به عنوان روان کننده و ماده آزاد کننده پلاستیک های حرارتی مانند پلی الفین ، پلاستیک های تقویت شده با پلی استر ، رزین فنولیک ، آمینو رزین و غیره کاربرد زیادی دارد.
  • کلسیم استئارات یک ماده آنتی­کیک­(ضد کلوخه) است و برای جلوگیری از تجمع ذرات در مواد غذایی پودری و سست بکار می­رود. این ماده به راحتی آب و روغنی را که منجر به تشکیل توده می شوند را جذب می کند و باعث می شود غذا حالت پودر یا گرانولی خود را حفظ  کند.
  • استئارات کلسیم در سال 1924 برای اولین بار به منظور بهتر شدن خمیر نان در آرد استفاده شد. این ماده خواص بی نظیر و منحصر به فردی در صنایع غذایی و غیر غذایی دارد.
  • طبق مقررات FAO / WHO  کلسیم استئارات می­تواند برای پوشاندن پودر گلوکز، پودر ساکارز و مکعب­های خوراکی و غیره استفاده شود و حداکثر مقدار مجاز آن ۱۵ گرم در کیلوگرم است.
  • استئارات کلسیم برای نرم کردن مداد و مواد مومی شکل مورد استفاده قرار می گیرد.
  • این ماده می تواند مواد پودری را به شکل مایع در بیاورد.
  • استئارات کلسیم به انواع مختلف پارچه، پشم و کفش اضافه می شود تا موجب به وجود آمدن خاصیت ضد آبی در آن ها با هزینه پایین شود.
  • این ماده به عنوان روان ساز در تولید PVC و ABS استفاده می شود. یکی از مهمترین کاربردهای استئارات کلسیم، خاصیت پایدار کنندگی این ماده است که به خصوص در تولید PVC از آن استفاده می شود. این ماده بر خلاف پایدار کننده های سرب، مشکلات زیست محیطی به وجود نمی آورد.

کاربردهای استئارات کلسیم در صنایع مختلف

صنعت پلاستیک:  استئارات کلسیم یک روان کننده جامد عالی است که در فرآیندهای تزریق و اکستروژن استفاده می شود. با استفاده از این ماده به عنوان یک تثبیت کننده می­توان به ویژگی­هایی مانند شفافیت بهتر، حفظ رنگ، ثبات طولانی مدت، بوی کم و مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی دست یافت. در تولید PVC، استئارات کلسیم، اسید کلریدریک را خنثی می کند، که با خارج کردن آن از PVC موجب افزایش طول عمر PVC می­شود. این ماده در پلاستیک هایی مانند ABS، PP، PVC، PE، PA، PS، SMC/BMC  کاربرد دارد.

عامل جداسازی لاستیک، پلاستیک و سرامیک : استئارات کلسیم به عنوان یک رباینده یا خنثی کننده اسید و یک روان­ ساز و یا یک عامل آزاد کننده عمل می­کند. برخلاف سایر عوامل جداکننده، استئارات­ ها به دلیل نقطه ذوب بالا می توانند مانند گرافیت به عنوان روان­ کننده خشک استفاده شوند.همچنین این ماده به عنوان یک افزودنی و روان­ کننده جامد در اکسترودرها عمل می­کند و به کاهش فشار اکسترودر کمک می کند و موجب همگنی محصول، کاهش مصرف مواد اولیه و کاهش انرژی می­شود. از جمله صنایعی که از استئارات کلسیم به عنوان عامل جداسازی استفاده می­کنند می­توان به فلز، لاستیک، پلاستیک و سرامیک اشاره کرد. استئارات کلسیم همچنین در کنسانتره­های پلاستیک­های رنگی مورد استفاده قرار می گیرد و رنگ دانه­ ها را خمیری می­کند.

عامل ضد فوم : استئارات کلسیم معمولاً در فرمولاسیون عوامل مختلف ضد کف استفاده می شود. به طور کلی، عوامل ضد کف شامل مواد نامحلول در محیط فوم هستند و این ضد فوم ها دارای ویسکوزیته کم بوده و به راحتی و سریع در محیط پراکنده می شوند.

صنعت بتن: استئارات کلسیم در صنعت بتن به منظور جلوگیری از شوره زدگی مواد سیمانی به کار رفته در تولید محصولات بتنی مانند سنگفرش و بلوک  و همچنین مقاوم کردن در برابر آب استفاده می شود.

صنعت داروسازی: استئارات کلسیم در صنعت داروسازی برای قالب دادن به قرص ­ها استفاده می شود. همچنین برای قرص­ هایی که شکلی ژل ه­ایی دارند از این ماده استفاده می­شود. این ماده توسط اداره غذا و داروی آمریکا (FDA ) به عنوان یک افزودنی خوراکی مطمئن شناخته شده است.

صنعت کاغذ سازی: استئارات کلسیم در صنعت کاغذ سازی مانند کاغذ سمباده به عنوان یک عامل روان­کننده عمل می­کند و ضمن ایجاد براقیت، مانع از ترک خوردگی و گرد گرفتگی در ساخت کاغذ و مقوا می شود.

صنعت آرایشی و بهداشتی : استیارات کلسیم  تا حد زیادی در لوازم آرایشی، بخصوص محصولات آرایشی مو مانند اسپری آرایش مو استفاده می شود. این ماده هم چنین در پودر های آرایشی، پماد ها و همچنین در دیگر محصولات زیبایی مورد استفاده قرار می گیرد. استئارات کلسیم همچنین یکی از اجزای تشکیل دهنده مواد پاک­ کننده و شوینده است.

کاربرد های استئارات کلسیم

 

روشن کننده نوری

روشن کننده های نوری

اپتیکال برایتنر (optical brightener OB)

تمایل محصول به زردشدن در بسیاری از مواد و ترکیبات آلی که در معرض تابش نور پرانرژی از محدوده یووی و یا موج های کوتاه در طیف قابل رویت هستند، بیشتر به علت تجزیه این ترکیبات می باشد. محصولات حاصل از این تجزیه طول موج های آبی و نزدیک به آبی در طیف را جذب کرده و به این ترتیب رنگ حاصل به زردی گرایش پیدا میکند. در صورت وجود ترکیباتی در این مواد که قادر به جذب نور پرانرژی باشند، از زردشدن محصول به مقدار قابل توجه ای کاسته و در برخی از موارد رنگ رویت شده حتی روشن تر یا سفیدتر نیز خواهد شد.

به گزارش واحد فنی پلی بازار ، روشن کننده های نوری عوامل سفید کننده ی دارای فلورسنتی هستند که برای براق کردن رنگ ها یا جلوگیری از زرد شدن در پلاستیک ها، لاک ها، رنگ ها، جوهرها، محلول های فرآوری عکس و الیاف طراحی شده اند. آنها اشعه ماوراء بنفش نامرئی را جذب کرده و سپس آن را به صورت نور مرئی در محدوده آبی طیف منتشر می کنند. روشن کننده های نوری در پوشاندن زردی که گاهی پس از پردازش در دماهای بالا در پلاستیک ها و الیاف مشاهده می شود بسیار موثر هستند. آن ها همچین در مواد اولیه ای که دارای پیگمنت ها و رنگ ها هستند استفاده می شوند تا رنگ ها ظاهر درخشان تری داشته باشند. روشن کننده های نوری از طریق فرآیند فلورسنت ،جذب اشعه ماورا بنفش نامرئی و انتشار آبی قابل مشاهده، درخشندگی ایجاد می کنند. اپتیکال برایتنر یک سفید کننده مقاوم در برابر حرارت و مواد شیمیایی است که باعث افزایش سفیدی می شود و رنگ های درخشان تری را ایجاد می کند.

 

انواع اپتیکال برایتنر

اپتیکال برایتنر انواع مختلفی دارد و با توجه به کاربردهای مختلف آن در صنایع پلیمری، به دسته‌های OB-1،     OB و FP127 تقسیم‌‌بندی می‌شود. برای OB-1  کاربردهای مختلفی وجود دارد که از هر کدام برای منظور خاصی استفاده می‌شود.

OB-1

 يکی از رايج ترین روشن کننده های نوری در صنعت پلیمر است. بسیار مقاوم در برابر دماهای مختلف و از آنجایی که دمای ذوب آن حدود 353 تا 359 در جه سانتی گراد است و در حلال های معمولی حل نمی شود در محصول نهایی پخش شده و همین امر مقاومت به مهاجرت خوبی برای آن ایجاد می کند. برای الیاف و انواع پلاستیک حتی کالاهایی که در دمای بالا باید عملکرد خود را حفظ نمایند مناسب است.  OB-1 دارای رنگ سبز مایل به زرد است و ماده خطرناک در صورت برخورد با پوست و یا چشم به سرعت با صابون شسته شود.

اپتیکال برایتنر OB-1
optical brightener OB-1

OB

OB محصول دیگری از خانواده روشن کننده های نوری است که علاوه بر صنعت پلاستیک در صنعت رنگ نیز کاربرد دارد. OB مشابه FP127 و OB-1  در آب حلالیت بسیار ناچیزی دارد و از این رو در کاربرد های در تماس با آب از قطعه یا فیلم خارج نمی شود. OB دمای ذوب 201 تا 205 درجه دارد و برای پروسه کردن انواع پلیمرها نظیر PVC, PE, PS, PP, ABS الیاف استاتی، رنگ، پوشش و مرکب چاپ مناسب می باشد.

اپتیکال برایتنر OB
optical brightener OB

FP-127

FP-127  یکی دیگر از روشن کننده های نوری معمول در صنعت پلیمر است که از نظر ظاهری رنگی روشن تر از OB-1  دارد. قیمت  FP-127  بالاتر از OB-1 می باشد که می توان علت آن را روشن کنندگی قوی تر این ترکیب دانست. دمای ذوب آن حدود 220 درجه می باشد و برای انواع پلاستیک ها به خصوص PVC و پلی استایرن مناسب است. از آنجایی که دمای ذوب آن نزدیک محدوده پروسه کردن پلیمرهای معمول است پخش شوندگی بهتر از FP-127  نسبت به OB-1 انتظار می رود.

اپتیکال برایتنر FP-127
optical brightener FP-127

ساختار روشن کننده های نوری

مشخصات اپتیکال برایتنر

نام شیمیایی اپتیکال برایتنر dibenzoxazol است که قابلیت درخشنگی بخشیدن و سفید کردن به ماده می دهد. افزودنی اپتیکال برایتنر با فرمول شیمیایی C28H18N2O2 دارای رنگ سبز مایل به زرد بوده، بسیار مقاوم در برابر دماهای مختلف، با دمای ذوب ۳۵۳-۳۵۹ درجه سانتی­گراد می باشد. . اپتیکال برایتنر را با نام های روشن کننده نوری، اپتیکال وایتنر، فلوئورستنت برایتنر، فلوئورستنت اپتیکال برایتنر نیز می شناسند.

ماده تشکیل دهنده براق کننده نوری عمدتا از استیلبن، کومارین و دیفنیل پریازولین است. عمده محصولاتی که در این دسته قرار می گیرند، امروزه از دسته مشتقات استیلبن‌ ها هستند که در بازار از نوع 4و4 دی آمینو 2و2 استیلبن دی سولفونیک اسید می باشند. استیلبن ها ترکیبات شیمیایی هستند که در واقع، در دسته‌ی دی آریل اتن ها قرار می گیرند. ترکیبات آلی که دارای دو گروه عاملی بنزنی و باند شیمیایی دوگانه هستند و خواص مخصوص خودشان را دارند. استیلبن ها به دلیل توانایی تولید مشتقات بسیار زیادی که دارند، در دسته‌ی مواد شیمیایی با اهمیت قرار می گیرند. این روشن کننده ها بیشتر در صنایع نساجی، مواد شوینده، کاغذ، لوازم آرایشی و صنایع پلاستیکی کاربرد دارند. اپتیکال برایتنر به علت نوسان کم و پایداری شیمیایی عالی، در آب بسیار محلول هستند. این روشن کننده ها به دلیل سازگاری بالا با رنگدانه ها و رنگ های دیگر در صنایع زیبایی و صنایع پلاستیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

درصد های پیشنهاد شده برای کاربردهای معمول در صنعت پلیمر به شرح زیر است.

(For transparent polymers: 5 – 20 ppm (0.0005 – 0.002
For colored formulations: 20 – 100 ppm (% 0.01 – 0.002)
For white formulations: 100 – 1000 ppm (% 0.1 – 0.01)
For fiber applications: 150 – 200 ppm (% 0.02 – 0.015)

نحوه عملکرد اپتیکال برایتنر

این مواد دسته ای از مواد شیمیایی هستند که طی یک فرایند، از انرژی تابانیده شده به آن، با جذب بخشی از آن و کاهش دادن انرژی آن، نوری با انرژی کمتر از خود ساطع می کند. با همین هدف، روشن کننده های نوری به انواع ترکیبات و مواد آلی اضافه می شوند و انرژی منتشر شده به صورت نور در محدوده فرابنفش که در رنج طول موج 340 الی 370 نانومتر است را دریافت می کنند و آن را به صورت نور در حالت مرئی، یعنی نور با طول موج بین 400 و 500 نانومتر منتشر می کند. نور ساطع شده با درجه های مختلف و براساس انتخاب نوع اپتیکال برایتنر، می تواند انواع رنگ ها را ایجاد کند.

عملکرد روشن کننده ها

نحوه عملکرد روشن کننده های نوری

ویژگی های اپتیکال برایتنر

از جمله مهمترین ویژگی های اپتیکال برایتنر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بهبود رنگ و ظاهر پلاستیک‌ها با کاهش زردی پلاستیک
  • افزایش سفیدی و براقیت محصول
  • کاهش رنگ زرد در پلیمر
  • بهبود ظاهر محصولات تولید شده با مواد بازیافتی
  • دوز مصرف پایین و مقاومت حرارتی بالای این ماده

کاربرد روشن کننده های نوری

  • برای کاهش اثر زردی ناشی از دمای بالای فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین برای درخشان شدن پلیمرهای رنگی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
  • اغلب برای بهبود رنگ و ظاهر پلاسیتک ها استفاده می شود و باعث کاهش زردی پلاستیک با افزایش رنگ آبی منعکس شده می شود.
  • اثر بسیار موثری در صنایع پلاستیکی مثل PC ،ABS ،PP، Rigid PVC، EVA، PA، HIPS، PS، چسب ها و سایر مواد آلی دارند.
  • برای بهبود ظاهر لوله های پلی اتیلن، پلی پروپیلن، سایر لوله های ترموپلاستیک و ترموست مورد استفاده قرار می گیرد.
  • اپتیکال برایتنر OB-1 بهترین عامل سفید کننده ی فیبر پلیمر است و به طور گسترده در مواد پلاستیکی مانند PP، ABS، PS، HIPS، EVA،  PVC، PA و … مورد استفاده قرار می گیرد.
  • كاربرد در صنايع غذايي: استفاده از OB-1 مطابق با قوانين مربوط فقط در جاهایی که محصول تماس مستقیم با ماده غذایی ندارد می توان به کار برد. بایستی توجه نمود که محتوای اپتیکال برایتنر نمی تواند بالاتر از 25 پی پی ام بوده و دما نباید بالاتر از 135 درجه سانتی گراد برود.
  • اصلاح کننده و درخشنده کننده رنگ اضافه شده به فرمولاسیون آرایشی ( رنگ مو)
  • این افزودنی ها همچنین برای بهبود ظاهر کاغذ (عامل درخشندگی کاغذ به عنوان پوشش یا استفاده در بافت داخلی کاغذ) و غیره نیز استفاده می شود.
  • در تولید الیاف در صنعت پلیمری
  • مناسب برای استفاده در صنایع پلی استر
  • قابل استفاده در صنایع نساجی
  • مورد مصرف در صنعت بسته بندی

 

کاربرد روشن کننده های نوری

کاربرد روشن کننده ها

 

afzodani-silikuni

افزودنی سیلیکونی

افزودنی سیلیکونی

افزودنی سیلیکونی (پلی سیلوکسان ها) به طور خیلی وسیع در صنایع پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. وظیفه عمده این افزودنی های سیلیکونی کاهش کشش سطحی در فرمولاسیون پوشش ها می باشد. طبق خواص ویژه ای که این افزودنی ها دارند به صورت خیلی عالی عیوب سطحی از قبیل دهانه آتشفشانی شدن و حباب حباب شدن سطح و تر شدن ضعیف زیرآیند و غیره را از بین برده و بهبود می بخشند. اگر پلی سیلوکسانها به طور کافی با سیستم رنگ امتزاج پذیری نداشته باشند به صورت عالی می توانند خواص ضدکف و ضد حباب بودن را در سیستم رنگ به وجود آورند. علاوه بر اینها افزودنی های سیلیکونی باعث افزایش خاصیت لیز یا سر شدن سطح گردیده که می توانند خواص مقاومت به خراش پوشش را بهبود بخشند.

همانطور که بیان شد بیشتر عیوب سطح فیلم رنگ را می توان به اختلاف در کشش سطحی (گرادیان کشش سطحی) نسبت داد: تر شدن ضعیف بستر توسط پوشش، حساسیت افشانه به غبار، حفره دار شدن، تشکیل بناردسل ها و پدیده های فلودینگ و فلوتینگ در سطح، سایه دار شدن، اثرات ناشی از تمیز کاری (wipe marks) دانه دار شدن، پوست پرتقالی شدن و عدم جریان پذیری خوب، قابلیت پوشش دهی مجدد و حساسیت نسبت به جریان شدید هوا.

عامل اصلی این گرادیان کشش سطحی (اختلاف کشش سطحی) از درون خود سیستم پوشش می باشد که می تواند ناشی از تبخیر حلال ها یا واکنش های شبکه ای شدن رزین بوده یا ناشی از عوامل خارجی اجزاء پوشش در حین عملیات اسپری کردن، ذرات غبار و آلودگی های زیرآیند باشند. با حذف این موارد، از بروز عیوب سطح ممانعت به عمل خواهد آمد. افزودنی های سیلیکونی برای کنترل کشش سطحی و به حداقل رساندن این موارد سودمندند.

افزودنی سیلیکونی

 

افزودنی سیلیکونی یا پلی سیلوکسان

بخش کوچکی از گسترۀ ترکیبات سیلیکونی می توانند به طرز موفقیت آمیزی در فرمول بندی پوشش بکار روند. ساده ترین آنها پلی دی متیل سیلوکسان است. با افزایش طول زنجیر، گرانروی این مواد افزایش می یابد و بنابراین معیار خوبی برای سنجش وزن مولکولی و با طول زنجیر است. همچنین افزایش وزن مولکولی باعث کاهش انحلال پذیری در سیستم های پوشش و سازگاری می شود.

سازگاری پلی سیلوکسان و سیستم های پوشش دهی را می توان با وارد کردن اصلاح کننده شیمیایی به ساختار شیمیایی کنترل کرد. پرمصرف ترین روش، وارد کردن زنجیرهای پلی اتری است. با استفاده از ساختار شیمیایی کلی می توان افزودنی های سفارشی و مطلوبی با خواص ویژه تهیه کرد. گروههای دی متیل مسئول پایین بودن کشش سطحی هستند، بنابراین کشش سطحی با تغییر نسبت گروه های دی متیل به اصلاح کننده های آلی کنترل می شود. اگر به جای گروههای دی متیل، گروههای متیل آلکیل وجود داشته باشند، ترکیبات بدست آمده کشش سطحی بسیار بالایی خواهند داشت، بنابراین آنها قادر نیستند به اندازه ترکیبات گروه دی متیل کشش سطحی را کاهش دهند.

طبیعت زنجیر پلی اتر نیز می تواند تغییر کند. این زنجیر شامل واحدهای اتیلن اکساید (EO) و واحدهای پروپیلن اکساید (PO) است. پلی اتیلن اکساید کاملا ً آبدوست در حالی که پلی پروپیلن اکساید کاملا ً آب گریز است، بنابراین واضح است که نسبت EO/PO قطبیت افزودنیهای سیلیکونی را کنترل خواهد کرد، مقدار زیاد EO قطبیت را افزایش می دهد به طوری که سیلیکون در آب محلول شده و در سیستم های قطبی سازگاری بهتری پیدا می کند. از این رو تمایل به پایداری کف افزایش می یابد. در حالی که مقدار زیاد PO انحلال پذیری در آب را کاهش داده و خواص ضد کفی افزایش می یابد.

استفاده از زنجیرهای پلی استر برای اصلاح سیلیکون به جای اتر نیز امکان پذیر است. این گونه اصلاح، سازگاری افزودنی سیلیکون را کنترل خواهد کرد.

تفاوت پلی سیلوکسان اصلاح شده با پلی اتر و اصلاح شده با پلی استر در پایداری گرمایی آنهاست. سیلکونهای اصلاح شده با پلی اتر فقط تا دمای 140 تا 150 درجه سانتی گراد پایدارند. در دماهای بالاتر، زنجیر پلی اتر اکساید تخریب می شود. نمونه های اصلاح شده با پلی استر تا دمای 220 درجه سانتی گراد و پیش از شروع تخریب پایدارند.

علاوه بر شیمی اصلاح کنندگی به کمک مواد آلی، اتصال به پیکره سیلیکون نیز حائز اهمیت است. اگر برای اصلاح، R از طریق اتم اکسیژن به اتم Si متصل شود، مولکول سیلیکون از نظر آبکافتی ناپایدار می شود. پیوند Si-O-R به راحتی در شرایط اسیدی مورد حمله مولکولهای آب (مقدار کمی نیز کافی است) قرار می گیرد. آبکافت، گروههای اصلاح کننده آلی را از پیکرۀ سیلیکون جدا می کند و با از دست دادن گروههای سیلیکون سازگاری کم می شود و کدری ایجاد می شود. در مرحله دوم، گروههای Si-OH می توانند متراکم شده و وزن مولکولی سیلیکون به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یابد. در نهایت منجر به تشکیل پلی دی متیل سیلوکسان بسیار ناسازگار می شود که در مواد پوشش دهی حفره ایجاد می کند.

 

شما برای تهیه کردن این محصول می توانید بر روی لینک مقابل کلیک کنید. خرید افزودنی سیلیکونی

afzodani-liz-konande-2

افزودنی لیزکننده

سطح پلیمر ضریب اصطکاک  بالایی دارد و به طور ذاتی تمایل زیادی به چسبیدن به یکدیگر و سطوح فلزی از خود نشان می دهد. این ویژگی می تواند در حین فرآیند تولید و استفاده از پلیمرها مشکلاتی هنگام رول کردن فیلم ها، باز کردن کیسه های نایلون، عملیات بسته بندی، دوخت و برش فیلم و آزاد شدن قطعه پلیمری از قالب پدید آورد.

برای حل این مشکل امروزه در صنعت از مواد لیزکننده، که نوعی ترکیبات آلی هستند، استفاده می شود. افزودنی های لیزکننده بدلیل ناسازگاری با مواد پلیمری به روی سطح  مهاجرت کرده و سبب لیز شدن سطح  پلیمر می شوند. لیزکننده ها علاوه بر کاهش چسبندگی مواد پلیمری به یکدیگر، باعث کاهش چسبندگی بین پلیمر و سطوح فلزی تجهیزات فرآیندی نیز می گردند و منجر می شود تا محصول از قالب به راحتی بیرون آمده و عملیات دوخت و برش تسهیل یابد.

لیزکننده (slip agent) افزودنی بزرگ مولکول با وزن مولکولی بالا می‌باشد، این ماده در حالت مذاب بسیار لزج و چسبناك است. بکارگیری این ماده و کاهش چسبندگی مواد مذاب باعث می شود که اصطكاك خارجی تا سطح مطلوبی كاهش یابد، همچنین با کاهش استهلاك ماشین آلات و افزایش سطح تولید همراه خواهد بود.

یکی از خصوصیات بارز سطح فیلم های پلی الفینی ضریب اصطکاک بالا است که منجر به چسبیدن فیلم ها به یکدیگر و سایر سطوح فلزی می شود. مواد لیزکننده یا مواد کاهش دهنده اصطکاک در فیلم های پلی الفینی به فیلم اجازه می دهند تا بتواند روی لایه دیگر فیلم یا سطوح ماشین در تجهیزات ساخت و بسته بندی حرکت کند و لغزش مناسبی داشته باشد.

مواد افزودنی لیزکننده دارای بخش سازگار (محلول) و بخش غیرسازگار (غیرمحلول) در بستر آلی هستند. در حین فرایند (در فاز مذاب)، مواد لیزکننده در بستر آلی به صورت محلول هستند و کاملا یکنواخت پخش شده اند. پس از پایان فرایند و در زمان سردشدن و مرحله تبلور، محدودیت حلالیت فراتر رفته، مواد افزودنی لیزکننده از ماتریس به سمت سطح مهاجرت می کنند.

در واقع، در ابتدا، مواد افزودنی لیزکننده به طور همگن در فیلم پراکنده می شود و در نتیجه، غلظت آن ها در سطح کم و مقدار CoF زیاد است. به دلیل سازگاری محدود مواد لیزکننده با بستر آلی پلیمر پایه، مواد افزودنی لیزکننده به سطح پلیمر مهاجرت می کنند ،غلظت آن ها در سطح فیلم افزایش می یابد، لایه ای جزئی روی سطح تشکیل می دهند و CoF کاهش پیدا می کند. مهاجرت مواد لیزکننده به سطح پلیمر ادامه می یابد تا جایی که این مهاجرت به تعادل رسیده، در زمان تعادل، حداقل یک لایه پوشش پیوسته از مولکول های افزودنی لیزکننده روی سطح فیلم تشکیل می شود. در این حالت CoF به کم ترین مقدار خود می رسد و فیلم های تولیدی بیشترین لیزخوردگی را بر روی یکدیگر خواهند داشت.

همان طور که شکل زیر قابل مشاهده است، آرایش و نحوه قرارگرفتن مولکول ها روی سطح بی نظم نیست، اما دارای ساختاری است که از تمایل دو بخش موجود در عامل لیزکننده و پلیمر حاصل می شود. آمیدهای چرب که توسط این سازوکار توصیف شده اند دارای دو بخش ساختاری هستند؛ گروه آمید و زنجیره هیدروکربن. زنجیره هیدروکربن به دلیل خواص مشابه با پلی اتیلن به آن تمایل دارد و به همین دلیل زنجیره های هیدروکربن موجود در لایه اول در پلیمر قرار گرفته، گروه های آمید آن ها در سمت بالا و رو به هوا قرار می گیرند.

هنگامی که مولکول های لیزکننده بیشتری به سطح می رسند، لایه دوم را روی سطح تشکیل می دهند مولکول های لایه دوم طوری بر روی لایه اول قرار می گیرند که گروه های آمید روبروی یکدیگر باشند. سطح فیلم هایی که دارای چنین لایه های روانی هستند با سهولت بر روی یکدیگر می لغزند و این به خواص لیزکنندگی مورد انتظار از این مواد کمک می کند.

افزودنی لیزکننده

به طور کلی، مواد افزودنی لیزکننده به دو گروه مواد افزودنی لیزکننده مهاجر و غیرمهاجر دسته بندی می شوند.

در گروه افزودنی های لیزکننده مهاجر پرکاربردترین خانواده اسید آمیدهای چرب هستند. این گروه متشکل از آمیدهای اولیه، ثانویه و بیسامید  (Bis-amide)و یک زنجیره آلیفاتیک هستند. اولئامید (Oleamide) و اروکامید (Erucamide) دو عضو پرکاربرد این گروه هستند. عوامل لیزکننده مورد استفاده در فیلم های چند لایه معمولا زنجیره آلیفاتیک بلندتری، مانند EBO (Ethylene bis-oleamide)، SE (Stearyl erucamide) وOP (Oleyl palmitamide)، به منظور کاهش سرعت مهاجرت دارند. البته سیلیکون ها، استئارات ها، واکس پلی اتیلن و پلی تترافلوئورواتیلن نیز کاربردهایی به عنوان لیزکننده دارند.

این مواد اغلب بر پایه آمید اسیدهای چرب هستند. مواد افزودنی در ماتریس پلیمری به صورت همگن پراکنده می شوند و در زمان خنک شدن محصول، به دلیل کاهش حلالیت و ناسازگاری با پلیمر به سطح آن مهاجرت کرده و CoF را کاهش می دهند. تاثیر عوامل لیزکننده مهاجر در کاهش CoF به سه دسته لیزکنندگی کم دارای ضریب اصطکاک 8/0-5/0(با عامل لیزکننده ppm400-100)، لیزکنندگی متوسط دارای ضریب اصطکاک 4/0-2/0(با عامل لیزکننده ppm600-500) و لیزکنندگی زیاد با CoF 2/0-05/0 (با عامل لیزکننده ppm1000-700) طبقه بندی می شوند. سرعت مهاجرت بالا، CoF کم و قیمت کم این مواد، منجر به تجاری شدن مواد لیزکننده مهاجر در صنایع فیلم شده است.

لیزکننده های غیرمهاجر، مواد آلی با وزن مولکولی بالا یا مولکول های بر پایه ترکیبات سیلوکسان یا کوپلیمرهای حلقوی-الفینی (COCs) هستند که نیازی به زمان شکوفا شدن در سطح ندارند، اما سطح لیزکنندگی با CoF متوسط را ایجاد می کنند. عوامل لیزکننده غیرمهاجر در ماتریس پلیمر پخش نمی شوند و در نتیجه، CoF بعد از اکستروژن فیلم دچار تغییرات بسیار جزئی می شود. این نوع عامل لیزکننده برای کاهش و کنترل هزینه، فقط به پوسته (لایه بالایی) فیلم چندلایه اعمال می شود. این مسئله با عامل های لیزکننده مهاجر که به همه لایه های فیلم اضافه می شوند، متفاوت است.

۱- اگر فیلم پلیمری از ابتدا نیاز به سرخوردگی بالا داشته باشد مانند کیسه‌هایی که در تولید دچار چروک شدگی می‌شوند یا بلافاصله پس از فرآیند تولید، دوخت و برش می‌شوند، از عامل‌های لیزکننده‌ای استفاده می‌شود که به سرعت به سطح مهاجرت می‌کنند.

۲- اگر فیلم پلیمری در فرآیندهای بعد از تولید نیاز به سرخوردگی بالا داشته باشد، همچون فیلم‌های شرینک از لیزکننده‌هایی با سرعت مهاجرت به سطح کم در مقادیر زیاد استفاده می‌شود.

مزایا:

  1. جلوگیری از چسبیدن دو لایه فیلم و سهولت در باز شدن آن
  2. تسهیل در فرآیندپذیری
  3. کاهش ضایعات
  4. کاهش استهلاک ماشین‌آلات

کاربردها:

  • محصولات PET,PP,PE
  • فیلم‌های یک و چند لایه PE
  • فیلم های نازک، معمولی و ضخیم
  • فیلم های کشاورزی

فیلم‌های BOPPو OPP در صنعت چاپ و بسته بندی

afzodani-poli-etilen-vaxs

افزودنی پلی اتیلن وکس

پلي اتيلن وكس كه به عنوان محصول جانبي پليمريزاسيون اتيلن و یکی از متداول ترین روان کننده های خارجی به شمار می روند، با جدا كردن برش هاي پلي اتيلن با وزن مولكولي پايين از حلال (عموما هگزان) بدست مي آيند. اين وكس توزيع وزن مولكولي پهن تر نسبت به وكس هاي پلي اتيلني كه مستقيما سنتز مي شوند، دارند. اين پلی اتیلن وكس ها در خواص نوسانات زيادي دارند. مي توان با فرايندهاي بعدي مثلا تقطير تحت خلاء به توزيع هاي وزن مولكولي باريكتري دست يافت و از طریق پلیمریزاسیون تحت فشار بالا یا پایین حاصل می شوند. چنین وکس هایی دارای ساختارهای بنیادین یکسان می باشند، اما در فرایندهای مختلف تولیدی، محصولاتی با مشخصه های متفاوت بدست می آیند که این مشخصه ها تاثیر مهمی بر موارد مصرف محصول دارند. پلی اتیلن وکس در دمای معمولی در حلّال های آلی غیر قابل حل است، ولی در دمای بالاتر، در آلیفاتیک ها، هیدروکربن های کلرینه و اکثر حلّال های غیر قطبی قابل حل می باشد.

پلی اتیلن وکس ، پلی اتیلنی با وزن مولکولی فوق العاده کم بوده که دارای مشخصه هایی شبیه وکس بوده و از زنجیره های مونومر اتیلن تشکیل شده است. واکس پلی اتیلن دارای کاربردهای بسیار متنوعی است و به عنوان محصول جانبی تولید پلی اتیلن تولید می شود و به دو شکل HDPE  و LDPE در دسترس است.

وكس ها را از نظر كاربرد مي توان در دو گروه طبقه بندي كرد:

  1. استفاده به عنوان كمك فرايند
  2. استفاده به عنوان مواد پايه يا افزودني براي مشاركت، بهبود و اصلاح در خواص محصول نهايي

پلی اتیلن وکس، ماده ایی بی بو و بی رنگ، شفاف و به شکل کریستال جامد است. پلی اتیلن های وکس سنگین، دارای ساختاری خطی هستند و با فشار پایین و متوسط تولید می شوند. این ماده به شکل های ظاهری پرک و پودری قابل دسترسی است.

پلی اتیلن وکس پایدار در برابر حرارت و مقاوم در برابر مواد شیمیایی می باشد. ترکیب این ویژگی ها با مقاومت در برابر سایش و نقاط ذوب گسترده، این ماده را به گزینه ای غیرقابل بحث برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی تبدیل می کند.

پلی اتلین وکس معمولاً در دو نوع امولسیونی و غیر امولسیونی تولید می شود. تفاوت این دو نوع در جرم مولکولی آنهاست و جرم مولکولی آنها بین 2000 تا 4000 است.

قابلیت امولسیون شدن به ویژه در صنعت نساجی بسیار مهم است. این ماده همچنین در پوشش کاغذ، مواد کمکی چرم، مداد رنگی و مواد آرایشی استفاده می شود. نوع غیر امولسیون بیشتر در چاپ جوهر، کنسانتره های رنگدانه ای و رنگ ها مورد استفاده قرار می گیرد.

در بخش نساجی، این ماده احتمالاً بیشترین کاربرد را دارد زیرا امولسیون های ساخته شده از پلی اتیلن وکس نرم کنندگی پایداری را ارائه می دهند. در حالی که این امولسیون ها در برابر اسیدها و سایر مواد شیمیایی مقاومت می کنند، با پارچه سازگار هستند و باعث زرد شدن پارچه ها ، تغییر رنگ و احتباس کلر نخواهند شد.

در فرآیند تولید پلی اتیلن وکس، گاز اتیلن در هگزان حل می شود و به همراه یک کاتالیست در راکتوری سه فازی، عملیات پلیمرازیسیون انجام می شود. لازم به ذکر است که این فرآیند دو خروجی اصلی و فرعی دارد. در خروجی اصلی پلیمر به همراه حلال و در جریان فرعی وکس با کمی حلال وارد خروجی راکتور می شود. وکس همراه حلال در چند مرحله تبخیر شده و در نهایت وکس به صورت مذاب وارد تانک ذخیره می شود. سپس آن را در ظرف فلزی که تا نیمه از آب پر شده ریختهتا سرد شود و بعد از خشک شدن آنها را برای بسته بندی آماده می کنند.

در نوع دیگر از وکس پلی اتیلن از روش شکست زنجیره مولکولی نوعی پلی اتیلن سبک خطی به دست می آید. در این نوع تولید مواد از خلوص بسیار زیادی برخوردار خواهند شد و در زنجیره ای باریک توزیع می گردد.

نکته دیگری که باید در خصوص پلی اتیلن دانست آن است که این ماده صنعتی در دمای بالا انبساط پیدا می کنند و با کاهش دما دچار انقباض می گردد. همینطور این تغییرات دما موجب تغییر شکل وکس می شود و هر چه دما بالاتر باشد انعطاف پذیری محصول هم بیشتر خواهد شد.

  • تولید محصولات پلاستیکی و تزریقی
  • بسته بندی مواد غذایی و مواد لبنی
  • تولید لوله های آب و فاضلاب و لوله های تحت فشار گاز
  • روان کننده

از وکس ها به عنوان یک روان کننده خارجی در پلاستیک ها استفاده می شود. بطور مثال در فرایندهای اکستروژن و کلندرینگ PVC

  • استفاده در تولید تخته های کامپوزیت چوبی به عنوان عامل ضد آب

از قبیل ام دی اف ها، تخته های نئوپان، تخته های OSB و سایر محصولات چوبی

  • شمع
  • تولید انواع مداد شمعی و مداد رنگی و با توجه به غیر سمی بودن آن برای کودکان بی خطر است.
  • تولید پارافین کلره برای استفاده در لوله های PVC
  • استفاده در روانکاری فلزات
  • تخته های بسته بندی

وکس های خوراکی به منظور ایجاد استحکام و همینطور ضد آب سازی بسته های حمل مواد خوراکی به کار گرفته می شوند.

  • روکش

وکس می تواند روکشی ایجاد کند که اکسیژن را از خود عبور داده اما مانع از نفوذ آب شود. این امر کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله مواد آرایشی، خوراکی، بسته بندی، مبلمان و … دارا می باشد.

  • بسته بندی انعطاف پذیر

وکس های خوراکی و ترکیبات وکس به منظور لمینت سازی ترکیبات و روکش نمودن سطوح به منظور ایجاد استحکام و ضد آب سازی مورد استفاده قرار گرفته و موجب بهبود ظاهر و تبدیل رطوبت به بخار می گردد.

  • خوراکی ها
  • چسب های هات ملت

وکس ها در بیشتر فرمولاسیون های چسب های هات ملت بکار میروند تا ویسکوزیته چسب را کنترل کرده و به کشیدگی، انعطاف پذیری و زمان اثرگذاری چسب ها کمک کند.

  • مرکب

در فرمولاسیون جوهر های چاپ گرافیکی به عنوان ضد خش استفده می شود.

  • استفاده در محصولات غذایی و آرایشی و بهداشتی

پلی اتیلن های وکس تصفیه شده غیر سمی هستند و در بسیاری از محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند.

  • استفاده در تایرهای لاستیکی

این ماده موجب ایجاد لایه ایی محافظ بین سطح لاستیک و هوا می شود.

  • پولیش کفپوش های چوبی
  • پراکندگی رنگدانه / عامل رنگ آمیزی
  • اصلاح سطح
  • صنعت نساجی
afzodani-antiastatic

افزودنی آنتی اکسیدانت

قابلیت قالبگیری، شکل دهی و مهندسی مولکولی (شیمیایی و فیزیکی) پلیمرها از مهمترین ویژگی هایی هستند که سبب استفاده گسترده و تطبیق پذیری این دسته از مواد برای هر کاربردی شده اند به طوری که امروزه طراحی و کاربرد پلیمرها، سیستم های پوشش دهی و رنگ ها بدون استفاده از آنها غیرممکن است. از ابتدای پیدایش صنعت پلاستیک و رنگ، بکار بردن افزودنی ها به منظور اصلاح فرآیندپذیری، خواص رئولوژی و بالابردن کیفیت محصول نهائی امری لازم و اجتناب ناپذیر بوده است. به علاوه با بکارگیری افزودنی های پلیمری و امتزاج پذیری آنها با بستر رنگ یا پلیمر پایه، خواص نهایی تقویت شده و اثرات منفی آنها کاهش می یابد.

پلیمرها ترکیباتی هستند که نسبت به گرما، نیروی برشی و اکسیژن حساس می باشند. قرار گرفتن پلیمرها در معرض گرما و نیروی برشی در حین فرآیند، به تنهایی منجر به بریدگی در زنجیره های مولکولی و در نتیجه تخریب پلیمر و کاهش ویژگی های زیباشناختی و عملکردی آن می گردد. همچنین، قرار گرفتن در معرض اکسیژن منجر به آغاز فرآیند اکسایش خودبخودی می شود. این واکنش های تخریبی با ایجاد رادیکال های آزاد در برخی پلیمرها، شکست زنجیره ها (کاهش وزن مولکولی) و یا اتصالات عرضی بین زنجیره ها (افزایش وزن مولکولی) و ایجاد اثرات نامطلوبی همچون ترک های سطحی، تغییر رنگ محصول (زرد شدگی)، کاهش  خواص مکانیکی و غیره را منجر می گردد.

اکسیداسیون یا اکسایش پلیمرها به فرآیندهای واکنش شیمیایی گفته می شود که رادیکال های آزاد تولید می کنند و در نهایت سبب ایجاد واکنش های زنجیره ای می گردد که احتمال آسیب به سلول های زنده را افزایش می دهد. گرما، نور، یون های فلزی و ازن می تواند سبب ایجاد رادیکال آزاد در زنجیره های پلیمری شود. هر ماده ای که بتواند به هر طریق از تشکیل رادیکال ها ممانعت نماید در دسته مواد بازدارنده اکسایش قرار خواهد گرفت که در سه گروه اصلی جای می گیرند:

  1. تجزیه کننده های پراکسید
  2. عقیم کننده های فلز
  3. جاذب های نور فرابنفش

اکسیداسیون به دلیل اعمال تنش برشی، مجاورت با تابش نور فرابنفش و یا حضور یون های فلزی مانند مس و منگنز رخ می دهد. موادی که در صنعت پلاستیک، لاستیک، صنعت بسته بندی مواد غذایی و یا نساجی از پلیمر تهیه می شوند، می توانند در دراز مدت تحت تاثیر اکسایش قرار گیرند و که سبب کاهش عمر آن ها می شود، به طوری که این امر می تواند منجر به از دست رفتن شفافیت ماده مورد نظر گردد، به علاوه با افت استحکام کششی، افت استحکام ضربه و از دست رفتن سایر خواص پلیمرها مواجه می شود. لازم به ذکر است که مقاومت هر یک از پلیمرهای مصنوعی و طبیعی در برابر اکسیداسیون با هم متفاوت است. بطور مثال پلی استایرن(PS)  و پلی متیل متاکریلات (PMMA) در برابر اکسیداسیون بسیار مقاوم اند در حالی که پلیمرها و الاستومرهای غیر اشباع در برابر اکسیداسیون خیلی حساس هستند و مقاومت خیلی کمی در این زمینه دارند.

روش های مختلفی برای حفاظت از پلیمرها در برابر اکسیداسیون وجود دارد که شامل موارد زیر می باشد:

  • اصلاح ساختار پلیمر با استفاده از کوپلیمریزه کردن
  • پوشش دار کردن گروه های انتهایی که این روش بیشتر برای پلی استال ها به کار می رود.
  • جهت دار کردن پلیمر که نوعی پایدار سازی فیزیک محسوب می شود.
  • استفاده ازآنتی اکسیدانت ها که متداول ترین روش برای مقاوم سازی پلیمر در برابر اکسیداسیون می باشد.

در این راستا، برای جلوگیری و یا به تاخیر انداختن واکنش های تخریب اکسایشی پلیمرها که هم در طول فرآیند (پایداری کوتاه مدت) و هم در مدت مصرف (پایداری طولانی مدت) رخ می دهند، از آنتی اکسیدانت ها استفاده می شود.

آنتی اکسیدانت ها ترکیبات آلی با ساختار شیمیایی خاص هستند که استفاده از آنها در مقادیر کم (حدود ۰٫۰۲-۱%) می توانند در محافظت از پلیمرها موثر باشند و از طریق واکنش با رادیکال های آزاد و تجزیه آنها، فرآیندهای تخریب را مهار کنند و مانع از اکسایش پلیمر شوند. این رادیکال های آزاد در حین واکنش، با تجزیه پلیمر و ایجاد رادیکال آزاد با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده، پراکسید تولید می کنند که سبب ادامه یافتن واکنش های زنجیره ای متعاقب آن می گردد.

آنتی اکسیدانت

به عنوان مثال وجود آنتی اکسیدانت هایی مانند ویتامین سی که در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرد سبب می شود تا آن زنجیره قطع گردد. نمونه های دیگری که می توان مثال زد عبارت است از: آنزیم هایی که به صورت داخلی تولید می شوند و با آنتی اکسیدانت هایی مثل ویتامین ای در زمان تغذیه تامین می گردند.

از خصوصیات آنتی اکسیدانت مورد استفاده در صنعت پلیمر موارد اشاره شده در ذیل می باشد:

  • به شکل پودر باشد؛
  • غیر فرار باشد؛
  • سبب تغییر رنگ نشود؛
  • دمای ذوب پایین داشته باشد؛
  • غیر سمی باشد؛
  • فرایند تخریب ناشی از مس، منیزیم و سایر فلزات را متوقف کند؛
  • در برابر هيدروليز مقاوم باشد؛
  • بسيار پايدار بوده و در طول مدت سرويس دهي، قطعه دچار تبخير، كوچ به سطح و يا استخراج توسط حلال نشود.

به منظور مهاجرت مولكول ها به سطح طراحي و توليد، آنتي اكسيدانت هايي با وزن مولكولي بالا توسعه يافته است. هرچند وزن مولكولي بسيار بالا نيز منجر به بروز عدم سازگاري آنتي اكسيدانت و پليمر مي گردد. همچنين عدم پراكنش يكنواخت و همگن آنتي اكسيدانت نيز از ديگر مسائلي است كه ممكن است رخ دهد. در مجموع مي توان گفت افزودني هاي آنتي اكسيدانت پليمر بايد سه ويژگي ذيل را داشته باشند:

  1. پارامتر حلاليت آن ها بايد به پارامتر حلاليت پليمر نزديك باشد.
  2. عليرغم شرط بالا، افزودني ها داراي يك بخش غيرقطبي باشند كه حلاليت كمي در پليمر دارد (در غير اين صورت يك پركننده يا نرم كننده خواهند بود.
  3. سايت فعال افزودني جاذبه زيادي نسبت به سايت هاي قطبي شده پليمر داشته باشد.

بطور کلی آنتی اکسیدانت ها به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم می شوند. آنتی اکسیدانت های اولیه با ممانعت از مرحله انتشار و جلوگیری از تولید رادیکال آزاد، سرعت این واکنش ها را آهسته تر می کنند (مواد کند کننده اکسایش). این دسته از آنتی اکسیدانت ها ساختار شیمیایی فنول و آمین دارند و معمولا با انتقال یک هیدروژن از OH یا NH به رادیکال آزاد سبب خنثی سازی آن می شوند. فنل های بازدارنده و آمین های آروماتیک از آنتی اکسیدانت های اولیه به شمار می آیند. و اما آنتی اکسیدانت های ثانویه مرحله اختتام را تسریع می کنند. این مواد از ترکیبات فسفر و سولفور و بر پایه ترکیبات فسفیتی هستند که با تخریب رادیکال های پراکسیدی از پلیمر محافظت می کنند و از آنجایی که در فرآیند اکستروژن به منظور افزایش پایداری حرارتی به ماتریس پلیمری افزوده می شوند، به آنها پایدارکننده های فرآیندی نیز اطلاق می گردد. معمولا در پلیمرها به دلیل تمایل کمتر به لک زدایی، تغییر رنگ و مهاجرت، استفاده از فنل ها در اولویت استفاده می باشد و البته نوع ثانويه نقش كم تري در محافظت از پليمر در دوره سرويس دهي آن دارد؛ هرچند که بهترین پایداری برای اکسیداسیون زمانی می باشد که آنتی اکسیدانت اولیه و ثانویه با یکدیگر مصرف شوند که سینرژیسم افکت یا اثر افزایی نام دارد.

از آنجایی که انتخاب مواد افزودنی آنتی اکسیدانت حساسیت بالایی دارد، از این رو مشاوره لازم از متخصص برای شرکت هایی که در حوزه  فعالیت خود نیاز به این ماده دارند به آن ها کمک می کند تا بهترین گزینه را انتخاب کنند.

کار اصلی این دسته از افزودنی های پلیمری جلوگیری از اکسایش پلیمرها است. با استفاده از آنتی اکسیدانت ها، از تغییر رنگ، تخریب پلاستیک ها و افت خواص فیزیکی و مکانیکی آنها جلوگیری می شود و در نهایت عمر سرویس دهی قطعه تولیدی افزایش می یابد. این مواد در صنعت لوله سازی برای لوله هایی که در سطح زمین استفاده می شوند و در معرض اشعه فرابنفش قرار دارند کاربرد بسیار دارند. موادی که در صنعت بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند در دراز مدت تحت تاثیر اکسیداسیون بوده و یکی از کاربردهای آنتی اکسیدانت در صنعت بسته بندی می باشد. همچنین در تولید فیلم های پلیمری این مواد مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد آنتی اکسییدانت

 

 

afzodani-antiastatic

افزودنی آنتی استاتیک

یکی از افزودنی های صنعت پلاستیک، آنتی استاتیک ها هستند که از ایجاد بار الکتریکی ساکن و در نتیجه از جذب گرد و خاک در اجسام پلاستیکی جلوگیری می کنند.

بارهای الکتریکی ساکن هنگامی که دو سطح در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و سپس از هم جدا می شوند، به وجود می آیند و عایق های الکتریکی مانند پلاستیک ها بارهای الکتریکی را در سطح خود نگه می دارند و امکان تخلیه کامل آن ها را به زمین ندارند بنابراین بار ایجاد شده در پلاستیک ها در طول فرآیند تولید یا پس از آن در نقاط مختلف می تواند آزاد شود که مشکلاتی مانند موارد زیر ایجاد می شود:

  1. تخلیه بار به صورت جرقه، احتمال ایجاد انفجار و شوک الکتریکی به کارگران را بالا می برد.
  2. آسیب دیدن وسایل الکترونیکی اطراف
  3. ایجاد صدا و عدم پذیرش مواد هنگام استفاده از آنها
  4. ایجاد گرد و خاک و کثیفی بر روی سطح پلاستیک

اجسام پلاستیکی، در صورت تماس با اجسام دیگر از توانایی بیشتری در تجمع بار الکتریکی ساکن برخوردارند. اجسامی که بار الکتریکی دارند، ذرات معلق بسیار ریز موجود در محیط را به خود جذب می‌کنند. در حقیقت بار الکتریکی ایجاد شده در یک جسم، بار اضافی را در جسمی که در نزدیکی آن قرار دارد، ایجاد می‌کند و به این ترتیب، اجسامی که این بار اضافی در آنها ایجاد شده است، به طرف آن جذب می‌شوند. به همین دلیل است که همیشه گرد و خاک زیادی روی صفحه تلویزیون جمع می‌شود.

برای حل این مشکلات در صنعت از آنتی استاتیک ها استفاده می کنند.

آنتی استاتیک ها به دلیل افزایش هدایت پذیری و کاهش مقاومت توده ای یا سطحی، از تولید بار الکتریکی ساکن  در سطح پلاستیک ها جلوگیری می کنند. آنتی استاتیک ها مواد آلی کوچک مولکول هستند و نحوه عملکرد آن ها از طریق مهاجرت به سطح پلیمر است، به عنوان مثال در تهیۀ کیسه های پلی پروپیلن (سلفون) به روش اکستروژن بادی، پس از اختلاط مستربچ آنتی استاتیک با پلی پروپیلن و ذوب شدن آن ها در اکسترودر ، مواد آنتی استاتیک به شکل یکنواخت داخل پلیمر پخش می شوند. پس از فرآیند اکستروژن ، مواد آنتی استاتیک به دلیل ناسازگاری نسبی با پلیمر، به سطح خارجی مهاجرت می کنند  و رطوبت موجود در جو را جذب کرده و با ایجاد پیوند هیدروژنی با آب باعث ایجاد یک لایه میکروسکوپی از آب بر روی سطح فیلم پلیمری می شود که باعث تخلیه بار الکتریکی از سطح فیلم پلی پروپیلن می شود.

نحوه عملکرد آنتی استاتیک

تقسیم بندی آنتی استاتیک ها بستگی به عامل های مختلفی دارد به عنوان مثال برخی آنتی استاتیک ها به روش داخلی (Internal) مصرف می شوند یعنی به عنوان یک افزودنی، در مرحله اختلاط مواد در اکسترودر اضافه می شوند و اثر طولانی تری دارند و برخی دیگر ابتدا در یک حلال مناسب حل شده و سپس با پاشش بر روی سطح یک پوشش ایجاد می کند یا قطعه را در محلول غوطه ور می کنند که این بستگی به نوع محصول و فرایند تولید دارد.

در تقسیم بندی دیگری آنتی استاتیک ها را به دو دسته دارای اثر گذاری بلند مدت (Long term) و کوتاه مدت (Short term) تقسیم می کنند و دسته اول در مواردی استفاده می شوند که مقابله با بارالکتریکی به هنگام انبار کردن محصول یا در استفاده نهایی مشتری نیاز باشد و دسته دوم زمانی استفاده می شود که محافظت در برابر بار الکتریکی بلافاصله پس از فرایند اکستروژن، هنگام جمع آوری محصول نیاز باشد. در اکثر موارد ترکیب این دو را که دارای اثر هم افزایی است به کار می برند.

عوامل موثر بر بازده آنتی استاتیک ها شامل موارد زیر می شود:

  1. میزان رطوبت موجود در هوا که هرچه کمتر باشد عملکرد آنتی استاتیک ها ضعیف تر می شود چون آب به اندازه کافی در هوا موجود نمی باشد تا یک لایه هادی بار الکتریکی بر روی پلاستیک تشکیل شود.
  2. حضور سایر افزودنی ها مانند پرکننده های غیر معدنی و رنگدانه ها که مولکول های آنتی استاتیک را بر روی سطح خود جذب می کنند و باعث تضعیف مهاجرت مولکول های آنتی استاتیک می شوند یا سایر افزودنی های مهاجر به سطح مانند لیز کننده که از سهم مولکول های آنتی استاتیک بر روی سطح پلاستیک می کاهند.
  3.  فرآیندهای تکمیلی که بر روی محصولات پلاستیکی انجام می شود مانند کرونا(قوس الکتریکی) یا سرعت بالای رول کردن فیلم های پلیمری که می تواند مهاجرت به سطح مولکول های آنتی استاتیک را کم کند.