Добавки

Химикаты-добавки различных видов составляют значительную часть всех исходных и переработанных пластмасс, они обеспечивают их перерабатывае-мость, специальные свойства и продолжительный срок службы. В этой главе будут описаны широко используемые добавки и приведены примеры типичных

структур.

Введение

Коммерческие полимерные материалы, такие как ПЭВП, ПЭНП и Л ПЭНП, изотактический ПП, ПВХ, ПЭТФ, ПА или ПС, переходящие в продукты вторичной переработки, не обладают необходимыми технологичностью (перераба-тываемостыо) и прочностью без специальных добавок [1]. Общемировой рост промышленности полимерных материалов за счет использования исходных и вторично переработанных пластмасс широко использует разработки всех категорий добавок, знание механизмов их действия и функциональность на протяжении всего срока работы полимерных материалов [2]. Химикаты-добавки для пластмасс выбираются в соответствии с типом полимера и требованиями к его долговременным свойствам.

Научное и коммерческое развитие различных типов добавок позволяет получать полимерные материалы для конкретных приложений в рамках жестких нормативных и законодательных актов и правил, касающихся защиты окружающей среды. Производители сообщают необходимые сведения о свойствах каждой добавки в отношении промышленной гигиены, окружающей среды и непрямого контакта с пищевыми продуктами.

В этой главе будут рассмотрены типичные функции добавок для полимеро которые обеспечивают получение востребованных на рынке надежных материалов, а также описаны их характерные структуры. С более подробной информацией можно познакомится в монографии [3]. Часть стабилизаторов остается во вторично переработанных пластмассах в химически трансформированном виде [2].

Добавки, предотвращающие запотевание

Хорошую видимость продуктов с высоким содержанием воды (овощи, фрукты, сыр, мясо) сквозь упаковочную пленку (в тех случаях, когда применение пленки с высокой паропроницаемостыо нежелательно) можно обеспечить с помощью добавок, предотвращающих запотевание. Они обладают свойствами поверхностно-активных веществ, например, полиоксиэтиленсорбитмоноолеат, и препятствуют помутнению пленки из-за конденсированных капелек воды на ее внутренней поверхности.

Антистатики

Статическое электричество представляет серьезную проблему при использовании изделий из пластмасс, большинство которых являются материалами с хорошими электроизоляционными свойствами. Добавки, уменьшающие заряд на полимерном изделии наносят на поверхность из раствора (наружные антистатики) или смешивают с полимерным материалом во время его переработки (внутренние антистатики). Они образуют заряженный слой на поверхности. Антистатическая защита основана на диссипации электронов в поверхностный слой полимера [4]. Гидрофобные фрагменты молекул антистатиков прикрепляются к поверхности полимеров и ограничивают прямой контакт с влагой из воздуха. Влага адсорбируется гидрофильной частью антистатического агента. В результате возрастает проводимость поверхности. Это предотвращает внедрение электростатических зарядов, исключает искровые разряды, способные воспламенять горючие газы, и предотвращает осаждение пыли на поверхности изделия. Антистатики очень важны для качества гибкой упаковки, а также различной тары (например, канистр для бензина).

Типичными ионными наружными антистатиками являются катионогенны поверхностно-активные вещества — четвертичный аммоний, фосфониевые или сульфониевые соли, например, метосульфат 3-додеканамидпропилтримэтилам-мония (3.1) и анионогенные соединения, например, алкансульфонат (3.2) или соли алкилбензолсульфоновой кислоты. Не-ионные агенты, такие как полиэти-ленгликольмоноэфиры (3.3) или этоксилированные жирные амины, используются в качестве внутренних антистатиков. От их молекулярного строения зависит совместимость с полимерной матрицей и скорость миграции на поверхность. Растворимость внутренних антистатиков в пластике должна быть не слишком высока, иначе не проявится необходимая тенденция к миграции на поверхность. При слишком низкой растворимости на поверхности возникает матовая пленка. Применение внутренних антистатиков ограничено полимерными материалами, перерабатываемыми при высокой температуре (то есть ограничено термолизом химикатов-добавок) — как правило, это технические полимеры — или же случаями, когда нежелательно уменьшение прозрачности (например, в ПЭТ). Растворимость наружных антистатиков не влияет на их активность. Можно эффективно использовать различные гигроскопичные соединения например, высокомолекулярные спирты (глицерин, полиэтиленгликоли). Ионные антистатики незаменимы для полярных полимеров и ПС. Неионные антистатики служат прекрасными химикатами-добавками в полиолефины.

Концентрация органических антистатиков в полимерных материалах составляет обычно от 0,1 до 2 %. Для полиолефинов применяются также специальные сорта электропроводящей (ЭП) сажи, которая вводится в количестве более 10 %. Металлы или органические полупроводники (например, полипиррол) могут служить проводящими наполнителями, создающими антистатический эффект в полимерах.