Trong quá trình gia công nhựa, người ta thường thêm nhiều loại phụ gia khác nhau để đáp ứng các yêu cầu gia công và ứng dụng khác nhau của vật liệu, và việc lựa chọn phụ gia đóng vai trò rất quan trọng trong việc thiết kế công thức cải tiến nhựa.

I. Định nghĩa vềchất phụ gia nhựa

Phụ gia nhựa, còn được gọi là chất phụ trợ nhựa, là các hợp chất cần được thêm vào polyme (nhựa tổng hợp) trong quá trình đúc và gia công để cải thiện hiệu suất gia công hoặc bù đắp những thiếu sót trong tính chất của chính nhựa.

1. Có thể thêm chất làm mềm để hạ nhiệt độ đúc của nhựa polyvinyl clorua và làm cho sản phẩm mềm hơn;

2. Có thể thêm chất tạo bọt để chế tạo nhựa xốp nhẹ, chống rung, cách nhiệt và cách âm;

3. Một số loại nhựa có nhiệt độ phân hủy nhiệt rất gần với nhiệt độ đúc và gia công của chúng, và không thể đúc được nếu không thêm chất ổn định nhiệt.

Do đó, các chất phụ gia nhựa chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong quá trình đúc và gia công nhựa.

II Các yêu cầu cơ bản và biện pháp phòng ngừa khi lựa chọn chất phụ gia.

1. Phụ gia cần có khả năng tương thích tốt với nhựa để có thể tồn tại ổn định và đồng đều trong sản phẩm trong thời gian dài và phát huy hiệu quả. Nếu khả năng tương thích kém, phụ gia dễ bị kết tủa.

2. Phụ gia cần có độ bền cao. Hãy chọn các chất phụ gia không dễ bị phân hủy khỏi nhựa.

3. Các chất phụ gia cần có khả năng thích ứng tốt với điều kiện xử lý. Chúng không nên dễ bị phân hủy hoặc bay hơi ở nhiệt độ xử lý.

4. Các chất phụ gia không được gây hại hoặc độc hại cho sản phẩm và phải đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh.

IIICác phương pháp lựa chọn chất phụ gia cho nhựa

1. Lựa chọn chất bổ trợ phù hợp với mục đích sử dụng.

Cải thiện hiệu năng xử lý: Chất bôi trơn, chất tách khuôn, chất ổn định, chất hỗ trợ gia công, chất tạo độ nhớt, chất hóa dẻo, chất ổn định PVC.

Cải thiện các đặc tính cơ học: chất làm dẻo, chất độn gia cường, chất làm cứng và chất điều chỉnh độ bền va đập.

Cải thiện các đặc tính quang học: Chất tạo màu, thuốc nhuộm, chất tạo mầm và chất làm trắng huỳnh quang.

Hiệu suất lão hóa được cải thiện: chất chống oxy hóa, Chất ổn định PVCCác chất hấp thụ tia cực tím, chất diệt khuẩn và chất ức chế nấm mốc.

Cải thiện các đặc tính bề mặt: chất chống tĩnh điện, chất bôi trơn, chất chống mài mòn, chất chống tắc nghẽn, chất chống mờ.

Giảm chi phí: chất pha loãng, chất độn.

Cải thiện các thuộc tính khác: chất tạo bọt, chất hỗ trợ cháy, chất liên kết ngang hóa học, chất ghép nối, v.v.

2. Các chất phụ gia có tính chọn lọc đối với nhựa.

Chất chống cháy phốt pho đỏ có hiệu quả đối với PA, PBT và PET; chất chống cháy gốc nitơ có hiệu quả đối với các loại nhựa chứa oxy, chẳng hạn như PA, PBT và PET; việc biến tính sợi thủy tinh chịu nhiệt có hiệu quả đối với nhựa kết tinh nhưng kém hiệu quả đối với nhựa vô định hình; chất độn carbon đen có hiệu quả trong nhựa kết tinh; chất tạo mầm có hiệu quả đối với polypropylen đồng trùng hợp.

3. Khả năng tương thích giữa các chất phụ gia và nhựa

Các chất phụ gia và nhựa phải có khả năng tương thích tốt để đảm bảo chúng được phân tán theo cấu trúc mong muốn, từ đó đảm bảo đạt được các thông số kỹ thuật thiết kế và duy trì hiệu quả trong suốt thời gian sử dụng, có khả năng chống lại sự chiết xuất, di chuyển và kết tủa.

Ngoài một vài chất phụ gia như chất hoạt động bề mặt, khả năng tương thích tốt với nhựa là chìa khóa để tối đa hóa hiệu quả và tăng liều lượng sử dụng.

Do đó, cần phải tìm cách cải thiện hoặc tăng cường khả năng tương thích của nó, chẳng hạn như bằng cách sử dụng chất tương hợp hoặc chất liên kết để xử lý kích hoạt bề mặt.

4. Lựa chọn hình dạng của chất phụ gia

Các chất phụ gia dạng sợi có tác dụng gia cường tốt. Mức độ xơ hóa của chất phụ gia có thể được biểu thị bằng tỷ lệ chiều dài/đường kính (aspect ratio). Tỷ lệ này càng lớn thì tác dụng gia cường càng tốt. Đó là lý do tại sao chúng tôi thêm sợi thủy tinh thông qua các lỗ thông hơi.

Trạng thái nóng chảy thuận lợi hơn cho việc duy trì tỷ lệ kích thước và giảm nguy cơ đứt sợi so với dạng bột. Các chất phụ gia hình cầu có tác dụng làm cứng tốt hơn và độ bóng cao hơn.

Bari sulfat là một chất phụ gia hình cầu điển hình, do đó nó được sử dụng làm chất độn cho PP có độ bóng cao, và cũng có thể được sử dụng để tăng độ cứng và độ dẻo dai ở mức độ vừa phải.

5. Lượng chất phụ gia được thêm vào

Việc sử dụng lượng phụ gia thích hợp không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của nhựa mục tiêu mà còn giúp giữ chi phí ở mức thấp dựa trên các nguyên tắc kinh tế.

Các chất phụ gia khác nhau đòi hỏi liều lượng khác nhau:

1)Chất chống cháyCác chất làm cứng, bột từ tính, chất tạo lớp chắn, v.v., mặc dù càng thêm nhiều thì hiệu quả càng tốt, nhưng chi phí cũng cần được tính toán;

2) Các chất phụ gia dẫn điện, nói chung chỉ cần tạo thành đường dẫn mạch điện;

3) Chất chống tĩnh điện, đơn giản chỉ là tạo một lớp phân tán điện tích trên bề mặt;

4) Chất liên kết, có thể được sử dụng để tạo lớp phủ bề mặt.