Resumen de los componentes, funciones y propiedades afectadas de las formulaciones de aditivos

Los aditivos plásticos, también conocidos como auxiliares plásticos, son compuestos que deben agregarse a los polímeros (resinas sintéticas) durante el moldeo para mejorar sus propiedades de procesamiento o mejorar el rendimiento de la resina misma.

Elija diferentes aditivos según diferentes propósitos.

Endurecimiento: elija elastómeros, elastómeros termoplásticos y materiales endurecedores rígidos.

Refuerzo: elija fibra de vidrio, fibra de carbono, bigotes y fibra orgánica.

Retardante de llama: bromo (serie de bromo ordinaria y serie de bromo respetuosa con el medio ambiente), fósforo, nitrógeno, retardantes de llama intumescentes compuestos de nitrógeno/fósforo, trióxido de antimonio, hidróxido metálico hidratado.

Antiestático: varios agentes antiestáticos.

Conductivo: carbono (negro de carbón, grafito, fibra de carbono, nanotubos de carbono), fibra metálica y polvo metálico, óxido metálico.

Magnético: polvo magnético de ferrita, polvo magnético de tierras raras que incluye samario cobalto (SmCo5 o Sm2Co17), neodimio hierro boro (NdFeB), samario hierro nitrógeno (SmFeN), polvo magnético de aluminio, níquel y cobalto, tres categorías.

Conductividad térmica: fibra metálica y polvo metálico, óxido metálico, nitruro y carburo;materiales de carbono tales como negro de humo, fibra de carbono, grafito y nanotubos de carbono;Materiales semiconductores como el silicio y el boro.

Resistencia al calor: fibra de vidrio, carga inorgánica, agente resistente al calor como maleimida sustituida y agente de nucleación de cristales β.

Transparencia - agente nucleante.Para PP, la serie de sorbitol Millad 3988 de agente nucleante de cristales α tiene el mejor efecto.

Resistencia al desgaste: grafito, disulfuro de molibdeno, polvo de cobre, etc.

Aislamiento: caolín calcinado.

Barrera: mica, montmorillonita, cuarzo, etc.

Tratamiento superficial de aditivos.

Una buena compatibilidad entre aditivos y resinas puede garantizar que los aditivos y las resinas se dispersen de acuerdo con la estructura esperada, garantizar el cumplimiento de los indicadores de diseño, garantizar que sus efectos sean duraderos durante la vida útil y sean resistentes a la extracción, la migración y la precipitación.Por ejemplo, la mayoría de las fórmulas requieren que los aditivos y las resinas estén uniformemente dispersos, mientras que para las fórmulas de barrera, se espera que los aditivos estén en capas en la resina.

Salvo algunos aditivos como los tensioactivos, una buena compatibilidad con las resinas es la clave para ejercer su eficacia y aumentar la cantidad de aditivos.Por tanto, es necesario intentar mejorar o mejorar su compatibilidad, como por ejemplo utilizando compatibilizadores o agentes de acoplamiento para el tratamiento de activación superficial.

Una vez tratada la superficie de todos los aditivos inorgánicos, se mejorará el efecto de modificación.Esto es especialmente obvio para las cargas, y otras incluyen fibras de vidrio, retardantes de llama inorgánicos, etc.

También existen agentes de acoplamiento y compatibilizadores como los principales, como silanos, titanatos y aluminatos, y los compatibilizadores son polímeros injertados con anhídrido maleico correspondientes a resinas.

Cantidad de aditivos

Algunos aditivos tienen una cantidad óptima.

Por ejemplo, se pueden agregar aditivos conductores después de que se haya formado la trayectoria eléctrica, y agregar más no tendrá ningún efecto;se pueden usar agentes de acoplamiento para el revestimiento de superficies y agregar más no tendrá ningún efecto;Se pueden utilizar agentes antiestáticos para formar una capa de fuga de carga en la superficie del producto.

Relación entre aditivos y otros componentes.

Efecto sinergico

Significa que el efecto de dos o más aditivos agregados juntos en la fórmula plástica es mayor que el valor promedio de sus adiciones individuales.

En las fórmulas antienvejecimiento, los efectos sinérgicos específicos incluyen: dos antioxidantes fenólicos con diferentes impedimentos estéricos de sustituyentes orto hidroxilo tienen un efecto sinérgico.

En las fórmulas retardantes de llama, los ejemplos de efectos sinérgicos incluyen principalmente: en sistemas retardantes de llama compuestos de halógeno/antimonio, los retardantes de llama halógenos pueden reaccionar con Sb2O3 para generar SbX3, y SbX3 puede aislar oxígeno, logrando así el propósito de aumentar el efecto retardante de llama.

Anti-efecto

Significa que el efecto de dos o más aditivos agregados juntos en la fórmula plástica es menor que el valor promedio de sus adiciones individuales.

En la fórmula plástica antienvejecimiento, los efectos antagónicos específicos son: Los estabilizadores de luz HALS no se usan junto con antioxidantes auxiliares de tioéter, porque los componentes ácidos generados por los tioéteres inhiben el efecto de estabilización de luz de HALS.

En la fórmula plástica retardante de llama, los principales ejemplos de efectos antagónicos son: el uso de retardantes de llama halógenos y retardantes de llama de silicona reducirá el efecto retardante de llama;el uso de retardantes de llama de fósforo rojo y retardantes de llama de silicona también tiene efectos antagónicos.

Los componentes de la fórmula deben mezclarse uniformemente.

Algunos componentes deben agregarse en lotes.

Para fórmulas con demasiado relleno, es mejor agregar el relleno dos veces.La primera vez es en la tolva de alimentación y la segunda vez es en el puerto de alimentación del lado medio.Por ejemplo, si se añade PE con 150 partes de hidróxido de aluminio en una fórmula retardante de llama libre de halógenos, se debe añadir dos veces, de lo contrario no se puede granular.

Para el tratamiento de rellenos con agente de acoplamiento, generalmente es necesario rociarlo tres veces para lograr una dispersión uniforme y un buen efecto de acoplamiento.

Disposición razonable del orden de adición.

En la fórmula del masterbatch de PVC o de relleno, el orden de adición de los distintos materiales es muy importante.En la fórmula del masterbatch de relleno, primero se debe agregar el relleno.Después de mezclar y calentar, se puede eliminar el agua que contiene, lo que favorece el tratamiento de acoplamiento posterior.En la fórmula de PVC, el lubricante externo se debe agregar más tarde para evitar afectar la mezcla uniforme de otros materiales.

Impacto negativo de la fórmula en otras propiedades.

La fórmula diseñada no debe deteriorar ni afectar en lo más mínimo las propiedades físicas y mecánicas básicas de la resina.Al menos se debe conservar el rendimiento original y, por cierto, es mejor mejorar algunas propiedades de la resina original.

Pero el hecho objetivo es que todo tiene dos caras.Al mejorar un determinado rendimiento, es posible que se reduzca otro rendimiento, lo que se puede decir que es una pérdida, por un lado.Por eso, a la hora de diseñar la fórmula, es necesario considerarla detenidamente y tratar de no afectar otras propiedades.Por ejemplo, la fórmula de alto relleno tiene un gran impacto en las propiedades mecánicas y las propiedades de procesamiento del material compuesto, la resistencia al impacto y la resistencia a la tracción se reducen considerablemente y la fluidez del procesamiento se deteriora.

Si el producto tiene requisitos específicos para las propiedades mecánicas del material compuesto, se debe realizar una compensación específica en la fórmula, como agregar materiales elastoméricos para compensar el rendimiento del impacto y agregar lubricantes para mejorar el rendimiento del procesamiento.

¿Qué propiedades se ven frecuentemente afectadas en la fórmula?

Impacto

La mayoría de los materiales inorgánicos y algunos materiales orgánicos reducen el rendimiento de impacto de la fórmula.

Para compensar la resistencia al impacto, es necesario añadir elastómeros al diseñar la fórmula.Por ejemplo, en la fórmula PP/talco/POE del sistema de llenado, y en la fórmula ABS/decabromo/trióxido de antimonio/endurecedor del sistema retardante de llama.

Transparencia

La mayoría de los materiales inorgánicos tienen un efecto sobre la transparencia.La elección de materiales inorgánicos con un índice de refracción similar al de la resina tendrá un efecto menor en la transparencia.

Recientemente, los masterbatches de relleno transparentes son más populares, principalmente para bolsas de plástico HDPE.Agregar variedades especiales de talco tiene poco efecto sobre la transparencia, pero no es absolutamente ningún efecto.

Los materiales orgánicos también influyen en la transparencia.Por ejemplo, en el endurecimiento del PVC, solo MBS no afecta la transparencia, mientras que CPE, EVA y ACR afectan su transparencia.

Entre los materiales retardantes de llama inorgánicos, el pentóxido de antimonio coloidal no afecta la transparencia.

Color

Al diseñar la fórmula, se debe prestar atención al color y cambio de color del propio aditivo.Algunos aditivos en sí son de color muy oscuro, lo que afectará el color del producto y dificultará el procesamiento de productos de colores claros.Por ejemplo, el negro de humo es negro y sólo se pueden procesar productos de colores oscuros.

Otros como el grafito, el fósforo rojo, el disulfuro de molibdeno, el polvo metálico y las escorias industriales son coloreados en sí mismos, así que hay que tener cuidado a la hora de elegir.Algunos aditivos son blancos en sí mismos, pero cambian de color debido a la reacción a alta temperatura durante el procesamiento.Por ejemplo, la wollastonita es blanca en sí misma, pero se vuelve gris claro después de incorporarla a la resina.

Otras propiedades

La conductividad térmica de los plásticos generalmente se modifica añadiendo conductores térmicos de metal y carbono, pero este tipo de conductor térmico también es un agente conductor.Si bien mejora la conductividad térmica, también mejorará la conductividad eléctrica, afectando así al aislamiento.

Y la conductividad térmica se usa a menudo para materiales que requieren aislamiento, como placas de circuitos, conectores, materiales de embalaje, etc. Por esta razón, no se puede agregar conductividad térmica para aislar la conductividad térmica, solo se pueden agregar conductores térmicos aislantes, como metal cerámico. óxidos.

¿Qué otras propiedades debería tener la fórmula?

La fórmula debe asegurar una procesabilidad adecuada para asegurar el moldeo del producto y no tener efectos adversos sobre el equipo de procesamiento y el entorno de uso.

La resistencia al calor de los aditivos en el material compuesto debe ser buena y no se producirá evaporación ni descomposición a la temperatura de procesamiento (excepto los agentes reticulantes, iniciadores y agentes espumantes);la adición de aditivos debería tener poco efecto sobre el rendimiento del procesamiento original de la resina;el desgaste y la corrosión del equipo por los aditivos agregados deben ser lo más pequeños posible y no se debe liberar ningún gas tóxico durante el procesamiento para evitar dañar la salud de los empleados.

Fluidez

La mayoría de las cargas inorgánicas afectan la procesabilidad.Si la cantidad agregada es grande, es necesario agregar modificadores de procesamiento para compensar la pérdida de fluidez, como agregar lubricantes.

Los aditivos orgánicos generalmente promueven la procesabilidad, como el decabromodifenil éter y los retardantes de llama de tetrabromobisfenol A pueden promover la fluidez del procesamiento, especialmente el tetrabromobisfenol A.

Las fórmulas generales modificadas requieren la adición de una cantidad adecuada de lubricante.

Resistencia al calor

Asegúrese de que los aditivos no se descompongan durante el procesamiento, excepto los agentes espumantes, iniciadores y agentes reticulantes que deben descomponerse debido a requisitos funcionales.

Precauciones

El hidróxido de aluminio no es adecuado para su uso en PP debido a su baja temperatura de descomposición y solo puede usarse en PE.

El tetrabromobisfenol A no es adecuado para retardar la llama del ABS debido a su baja temperatura de descomposición.

La mayoría de los tintes orgánicos tienen bajas temperaturas de descomposición y no son adecuados para el procesamiento de plásticos de ingeniería a altas temperaturas.

La temperatura de descomposición de las especias es baja, generalmente inferior a 150 °C, y solo se pueden utilizar EVA y otras resinas con bajas temperaturas de procesamiento como portadores.

Las fórmulas plásticas modificadas requieren la adición de antioxidantes debido al fuerte corte durante el procesamiento para evitar la descomposición térmica y el amarillamiento de las materias primas.

Protección ambiental de los componentes de la fórmula plástica.

Requisitos: Todo tipo de aditivos en la fórmula son inofensivos para los operadores, equipos, usuarios y el entorno de contacto.

En el pasado, el alcance de los requisitos de protección ambiental era pequeño y solo era necesario que los alimentos, medicamentos, etc. no fueran tóxicos al entrar en contacto con el cuerpo humano.

Ahora los requisitos son mayores y no se permite el contacto indirecto con el cuerpo humano y no debe contaminar el medio ambiente, como el suelo, el agua y la atmósfera.

Precio y fuente de aditivos.

Si se cumplen los requisitos anteriores de la fórmula, cuanto menor sea el precio de la fórmula, mejor.Al seleccionar aditivos, debe elegir tipos económicos para el mismo tipo de aditivos.

Elija materias primas de bajo precio tanto como sea posible: reduzca los costos del producto

Elija materias primas en existencia tanto como sea posible, sin necesidad de comprar

Elija materias primas locales tanto como sea posible: los bajos costos de transporte pueden reducir el inventario y ahorrar capital de trabajo.

Elija materias primas nacionales tanto como sea posible: las materias primas importadas se ven muy afectadas por factores como el tipo de cambio, las políticas comerciales y el tiempo de transporte.

Elija materias primas universales tanto como sea posible: las materias primas nuevas tienen pocos distribuidores, no son fáciles de comprar y tienen un rendimiento inestable.

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