غالباً ما يتم إضافة أنواع مختلفة من المواد المضافة أثناء معالجة المواد البلاستيكية لتلبية متطلبات المعالجة والتطبيق المختلفة للمواد، ويُعد اختيار المواد المضافة أمراً بالغ الأهمية في تصميم تركيبات تعديل البلاستيك.

أولاً: تعريفإضافات البلاستيك

المواد المضافة للبلاستيك، والمعروفة أيضًا باسم المواد المساعدة للبلاستيك، هي مركبات يجب إضافتها إلى البوليمرات (الراتنجات الاصطناعية) أثناء التشكيل والمعالجة لتحسين أداء المعالجة أو للتعويض عن أوجه القصور في خصائص الراتنج نفسه.

1. يمكن إضافة الملدنات لخفض درجة حرارة تشكيل راتنج كلوريد البولي فينيل وجعل المنتج أكثر ليونة؛

2. يمكن إضافة عوامل الرغوة لتحضير مواد بلاستيكية رغوية خفيفة الوزن ومقاومة للاهتزاز وعازلة للحرارة وعازلة للصوت؛

3. بعض أنواع البلاستيك لها درجات حرارة تحلل حراري قريبة جدًا من درجات حرارة التشكيل والمعالجة، ولا يمكن تشكيلها بدون إضافة مثبتات حرارية.

لذلك، تحتل الإضافات البلاستيكية مكانة مهمة بشكل خاص في تشكيل ومعالجة البلاستيك.

II المتطلبات الأساسية واحتياطات التطبيق لاختيار الإضافات

1. يجب أن تتمتع الإضافات بتوافق جيد مع البلاستيك لضمان بقائها مستقرة ومتجانسة في المنتج لفترة طويلة وفعاليتها. أما إذا كان التوافق ضعيفًا، فإن الإضافات تكون عرضة للترسب.

2. يجب أن تكون الإضافات متينة. اختر إضافات لا تنتقل بسهولة من البلاستيك.

3. يجب أن تتمتع المواد المضافة بقدرة جيدة على التكيف مع ظروف المعالجة. يجب ألا تتحلل أو تتبخر بسهولة عند درجات حرارة المعالجة.

4. يجب ألا تكون الإضافات ضارة أو سامة للمنتج ويجب أن تستوفي معايير النظافة.

3طرق اختيار إضافات البلاستيك

1. اختر المواد المساعدة وفقًا لغرضها

تحسين أداء المعالجة: مواد التشحيم، عوامل الفصل، المثبتات، مساعدات المعالجة، عوامل الانسيابية، الملدنات، مثبتات البولي فينيل كلوريد.

تحسين الخواص الميكانيكية: الملدنات، والحشوات المقوية، وعوامل التقوية، ومعدلات الصدمات.

تحسين الخصائص البصرية: الأصباغ، والملونات، وعوامل التبلور، وعوامل التبييض الفلورية.

تحسين أداء الشيخوخة: مضادات الأكسدة, مثبتات PVC، مواد ماصة للأشعة فوق البنفسجية، ومبيدات بكتيرية، ومثبطات للعفن.

تحسين خصائص السطح: عوامل مضادة للكهرباء الساكنة، مواد تشحيم، عوامل مقاومة للتآكل، عوامل مضادة للانسداد، عوامل مضادة للضباب.

خفض التكاليف: مواد مخففة، مواد مالئة.

تحسين العقارات الأخرى: عامل رغوي، مساعد احتراق، عامل ربط كيميائي، عامل اقتران، إلخ.

2. المواد المضافة انتقائية للراتنج.

مثبطات اللهب الفوسفورية الحمراء فعالة لـ PA و PBT و PET؛ مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين فعالة للبلاستيك المحتوي على الأكسجين، مثل PA و PBT و PET؛ تعديل الألياف الزجاجية المقاومة للحرارة فعال للبلاستيك البلوري ولكنه ضعيف للبلاستيك غير المتبلور؛ حشوات الكربون الأسود فعالة في الراتنجات البلورية؛ عوامل التنوي فعالة لبوليمر البولي بروبيلين المشترك.

3. التوافق بين الإضافات والراتنج

يجب أن تتمتع الإضافات والراتنجات بتوافق جيد لضمان تشتتها وفقًا للهيكل المقصود، وبالتالي ضمان تحقيق مواصفات التصميم وضمان استمرار تأثيراتها طوال فترة خدمتها، مع مقاومة الاستخراج والهجرة والترسيب.

وبصرف النظر عن بعض الإضافات مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي، فإن التوافق الجيد مع الراتنج هو المفتاح لزيادة فعاليتها وزيادة جرعتها.

لذلك، من الضروري إيجاد طرق لتحسين أو تعزيز توافقه، مثل استخدام عوامل التوافق أو عوامل الربط لمعالجة تنشيط السطح.

4. اختيار شكل المادة المضافة

تُضفي الإضافات الليفية تأثيرًا مُعززًا جيدًا. ويمكن التعبير عن درجة تليف الإضافة بنسبة الطول إلى القطر. فكلما زادت هذه النسبة، كان التأثير المُعزز أفضل. ولهذا السبب نضيف الألياف الزجاجية عبر فتحات التهوية.

تُعدّ الحالة المنصهرة أكثر ملاءمةً للحفاظ على نسبة الأبعاد وتقليل احتمالية تكسّر الألياف مقارنةً بالمسحوق. كما أن الإضافات الكروية تُعطي تأثيرًا أفضل في التقوية ولمعانًا أعلى.

كبريتات الباريوم هي مادة مضافة كروية نموذجية، لذلك يتم استخدامها كحشو لـ PP عالي اللمعان، ويمكن استخدامها أيضًا لزيادة الصلابة والمتانة بشكل طفيف.

5. كمية المواد المضافة

إن الكمية المناسبة من الإضافات لا يمكنها فقط تحسين أداء الراتنج المستهدف إلى مستوى مناسب، بل يمكنها أيضًا الحفاظ على انخفاض التكاليف بناءً على المبادئ الاقتصادية.

تتطلب الإضافات المختلفة متطلبات جرعات مختلفة:

1)مثبطات اللهبعوامل التقوية، والمساحيق المغناطيسية، وعوامل العزل، وما إلى ذلك، على الرغم من أنه كلما زادت إضافتها كان ذلك أفضل من منظور الأداء، ولكن يجب أيضًا تحديد التكلفة؛

2) المواد المضافة الموصلة، تحتاج عمومًا فقط إلى تشكيل مسار دائرة كهربائية؛

3) عامل مضاد للكهرباء الساكنة، ببساطة يشكل طبقة تبديد الشحنة على السطح؛

4) عامل الربط، والذي يمكن استخدامه لتشكيل طبقة سطحية.