Gli additivi per materie plastiche sono sostanze che devono essere aggiunte ai polimeri (resine sintetiche) per migliorarne le prestazioni di lavorazione o per migliorare le prestazioni della resina stessa. Ad esempio, un plastificante viene aggiunto alla resina di cloruro di polivinile per ridurre la temperatura di stampaggio e ammorbidire il prodotto finito. Un altro esempio è l'uso di un agente espandente per creare polimeri espansi leggeri, resistenti alle vibrazioni, termoisolanti e fonoisolanti. Alcuni polimeri non possono essere stampati senza l'uso di uno stabilizzatore termico perché la loro temperatura di rottura termica è molto vicina alla temperatura di lavorazione durante lo stampaggio. Di conseguenza, additivi per plastica svolgono un ruolo cruciale nella produzione di stampi in plastica.
Un vasto gruppo di additivi, come plastificanti, stabilizzatori termici, antiossidanti, stabilizzatori della luce, ritardanti di fiamma, agenti schiumogeni, agenti antistatici, agenti antimicotici, coloranti ed esaltatori, sono utilizzati nei prodotti per lo stampaggio della plastica. Agenti sbiancanti, riempitivi, accoppianti, lubrificanti e distaccanti, tra gli altri. Tra questi, i coloranti, gli sbiancanti e i riempitivi sono ingredienti generici per il compounding piuttosto che composti progettati specificamente per le materie plastiche.
Sebbene la progettazione di una formula plastica appaia a prima vista semplice, in realtà presenta diverse connessioni interne. Quando si scelgono gli additivi, è necessario prendere in considerazione una serie di criteri per costruire una formula con buone prestazioni, una lavorazione semplice e un costo contenuto. A seconda dell'obiettivo da raggiungere, si sceglie l'opzione migliore. Il tipo di additivi, gli additivi aggiunti devono essere in grado di ottenere le indicazioni richieste e di avere il pieno impatto degli effetti previsti. Di seguito è riportata una precisa gamma di selezione degli additivi:
Gamma di selezione ausiliaria
Scegliere materiali di tempra rigidi, elastomeri termoplastici ed elastomeri per la tempra.
Scegliere la fibra di vetro, la fibra di carbonio, il whisker o la fibra organica come rinforzo;
Gli idrossidi metallici idrati, il triossido di antimonio, i ritardanti di fiamma intumescenti compositi azoto/fosforo, il fosforo e il bromo (bromo comune e bromo ambientale) sono tutti esempi di ritardanti di fiamma;
Vari tipi di agenti antistatici;
I materiali conduttivi includono ossido di metallo, fibre e polveri metalliche, carbonio (compresi i nanotubi di carbonio e il nero di nanotubi di carbonio) e grafite.
Il samario cobalto (SmCo5 o Sm2Co17), il neodimio ferro boro (NdFeB), il samario ferro azoto (SmFeN) e l'alluminio nichel sono esempi di materiali magnetici delle terre rare.
Le fibre metalliche, le polveri metalliche, gli ossidi metallici, i nitruri e i carburi sono tutti caratterizzati da un'elevata conduttività termica, così come i materiali a base di carbonio come il nerofumo, le fibre di carbonio, la grafite e i nanotubi di carbonio, nonché i materiali semiconduttori come il silicio e il boro.
Fibre di vetro, cariche inorganiche, sostanze resistenti al calore come le maleimmidi sostituite e gli agenti nucleanti dei cristalli sono esempi di materiali che resistono al calore;
Il miglior agente nucleante trasparente per il polipropilene appartiene alla classe degli agenti nucleanti dei cristalli, il sorbitolo;
Grafite, bisolfuro di molibdeno, polvere di rame e altre polveri magnetiche a base di cobalto sono tre gruppi di materiali resistenti all'usura; isolamento in caolino calcinato; barriera: quarzo, mica, montmorillonite, ecc.
Additivi per materie plastiche
Il nylon (PA), il polietilene tereftalato (PET) e il polibutilene tereftalato (PBT) sono tutti resistenti alle fiamme se trattati con fosforo rosso;
I ritardanti di fiamma a base di azoto sono efficaci per i composti contenenti ossigeno come PA, PBT, PET, ecc;
Il polipropilene (PP) copolimerizzato risponde positivamente al prodotto chimico nucleante;
La fibra di vetro con una modifica resistente al calore si comporta meglio con i polimeri cristallini rispetto alle plastiche amorfe;
plastica conduttiva caricata con nerofumo che funziona bene con le resine cristalline;
I diversi tipi di additivi della stessa composizione hanno un impatto significativo sulla modifica.
Forma dell'additivo
Il rapporto d'aspetto degli additivi può essere utilizzato per descrivere il grado di fibrosi; maggiore è il rapporto d'aspetto, più forte è l'effetto di rinforzo; per questo motivo, la fibra di vetro dovrebbe essere iniettata attraverso il foro di sfiato ;piuttosto che mantenere il rapporto d'aspetto e abbassare la probabilità di fibra, lo stato fuso è preferibile rispetto allo stato in polvere.
Le aggiunte sferiche hanno un eccellente effetto di tempra e una grande luminosità.
Il PP lucido viene riempito con solfato di bario, poiché si tratta di una tipica aggiunta sferica che non influisce in modo significativo sulla rigidità e sulla tenacità.
Dimensione delle particelle degli additivi
Le caratteristiche meccaniche sono influenzate dalla dimensione delle particelle dell'additivo in un modo.
La resistenza alla trazione e la forza d'urto del materiale di riempimento traggono maggiore vantaggio dalle dimensioni delle particelle più piccole;
Effetto della dimensione delle particelle dell'additivo sull'efficacia dei ritardanti di fiamma
L'efficacia di un ritardante di fiamma aumenta al diminuire delle dimensioni delle particelle di ritardante di fiamma. Ad esempio, è necessario utilizzare una quantità minore di ossido di metallo idrato e triossido di antimonio per ottenere lo stesso effetto ritardante di fiamma delle particelle di dimensioni inferiori;
L'impatto della dimensione delle particelle dell'additivo sulla corrispondenza dei colori
L'intensità della tinta, il potere coprente e l'uniformità del colore di un colorante aumentano con la diminuzione delle dimensioni delle particelle;
L'impatto della dimensione delle particelle dell'additivo sulla conducibilità elettrica
Utilizzando il nerofumo come esempio, più è facile creare un canale conduttore di rete, meno nerofumo deve essere aggiunto per ottenere lo stesso effetto conduttivo. Tuttavia, proprio come un colorante, la dimensione delle particelle ha un valore limite. Se la dimensione delle particelle è troppo piccola, è facile da raccogliere e difficile da disperdere, il che ha un effetto negativo.
Preparazione supplementare della superficie
L'impatto modificante sarà potenziato dal trattamento delle superfici di tutti gli additivi inorganici. I più visibili sono le cariche, ma ci sono anche fibre di vetro e ritardanti di fiamma inorganici.
Agenti di accoppiamento e i compatibilizzanti sono i principali ingredienti utilizzati nel trattamento delle superfici. Gli agenti di accoppiamento sono in particolare silani, titanati e alluminati. I polimeri innestati con anidride maleica della resina fungono da compatibilizzanti.