Les additifs plastiques sont des composés qui doivent être ajoutés pendant le processus de moulage des polymères (résines synthétiques) pour améliorer leurs performances de traitement ou pour améliorer les propriétés propres de la résine. Par exemple, les plastifiants sont utilisés pour abaisser la température de moulage de la résine de chlorure de polyvinyle et rendre le produit plus souple. Un autre exemple, afin de préparer des plastiques expansés légers, résistants aux vibrations, isolants thermiques et acoustiques, il faut ajouter un agent moussant. Certains plastiques ont une température de décomposition thermique très proche de la température de traitement de moulage et ne peuvent pas être moulés sans l'ajout de stabilisateurs thermiques. Par conséquent, les additifs plastiques jouent un rôle particulièrement important dans le moulage et le traitement du plastique.
1. Plastifiant
Certains plastiques à température de transition vitreuse élevée nécessitent l'ajout d'une certaine quantité de plastifiant afin de produire des produits souples à température ambiante et d'améliorer leurs propriétés de fluidité à chaud pendant le traitement. Ces plastifiants huileux de faible poids moléculaire ont une bonne compatibilité avec les polymères élevés. Ils sont répartis entre les chaînes polymères, réduisant les forces intermoléculaires entre elles, facilitant le déplacement des chaînes moléculaires sous certaines températures et pressions, atteignant ainsi l'objectif de traitement et de moulage. Par conséquent, les plastifiants ont pour effet de réduire la température de transition vitreuse et la température minimale de moulage des plastiques. La diminution de la température de transition vitreuse est généralement proportionnelle à la fraction volumique du plastifiant.
Les plastifiants peuvent être divisés en deux catégories : les plastifiants primaires et les plastifiants secondaires. Les caractéristiques du plastifiant primaire sont une bonne compatibilité avec les résines, une efficacité de plastification élevée, une résistance à la migration, une faible volatilité, une faible extraction d'huile (eau) et une flexibilité à basse température. La solubilité du plastifiant secondaire est faible, principalement utilisé avec le plastifiant principal pour réduire les coûts, il est donc également connu sous le nom d'additif.
2. Antioxydants et stabilisateurs de lumière
Nous savons tous que les produits en plastique subissent des phénomènes de vieillissement tels que la décoloration, la fragilité et la fissuration sous l'action de la lumière, de la chaleur et de l'oxygène pendant le traitement, le stockage et l'utilisation. Pour retarder et prévenir l'apparition du vieillissement, des stabilisateurs doivent être ajoutés. Principalement utilisé pour prévenir le vieillissement thermique, il est appelé stabilisateur thermique ; Principalement utilisé pour prévenir le vieillissement oxydatif, il est appelé antioxydant ; Principalement utilisé pour prévenir le photovieillissement, ils sont appelés stabilisateurs à la lumière, collectivement appelés stabilisateurs. Le stabilisateur plastique le plus performant aujourd'hui est le stabilisateur thermique au méthylétain (abrégé en 181), qui est très efficace pour le laminage, l'extrusion, le moulage par injection et le moulage par soufflage du polyéthylène rigide (PVC). En raison de sa haute sécurité, il est particulièrement utilisé pour les emballages alimentaires et les produits en polyéthylène dur haute définition. Dans le même temps, il est également largement utilisé dans les portes et fenêtres en plastique, les conduites d'eau et les matériaux décoratifs pour remplacer d'autres stabilisateurs thermiques en plastique hautement toxiques. Il a été largement utilisé aux États-Unis, en Europe et au Japon. Ces dernières années, 181 stabilisateurs thermiques à base de méthylétain ont été largement utilisés en Chine.
3. Retardateurs de flamme
Les additifs qui ralentissent les performances de combustion des plastiques sont appelés retardateurs de flamme, qui peuvent être divisés en quatre types selon différents mécanismes ignifuges :
Lorsqu'il est combiné aux produits de décomposition des plastiques, un gaz étouffant la flamme est produit, comme la réaction entre le trioxyde d'antimoine et le chlorure d'hydrogène libéré lors de la décomposition du PVC, qui produit du trichlorure d'antimoine à effet extincteur de flamme.
Absorber la chaleur générée lors de la combustion pour refroidir les plastiques et ralentir la vitesse de combustion, comme l'hydroxyde d'aluminium, qui est le type de retardateur de flamme le plus couramment utilisé : il agit comme charge, suppresseur de fumée et retardateur de flamme. En même temps, il est peu coûteux et a peu d'impact sur les propriétés des polymères, de sorte que son taux de croissance dans les applications est remarquable.
Fournir un revêtement isolé de l'oxygène, comme les esters de phosphate. Les principaux produits comprennent le phosphate de triphényle, qui est en fait un plastifiant aux propriétés ignifuges.
Il peut générer des radicaux libres qui empêchent les réactions de combustion, qui peuvent réagir avec les plastiques pour produire des produits ayant de faibles performances de combustion.
4. Stabilisateur de chaleur
La fonction principale d'un stabilisateur thermique est d'empêcher ou d'atténuer la décomposition de la résine de chlorure de polyvinyle pendant le traitement de plastification à haute température, ainsi que les changements chimiques causés par la lumière et l'oxygène dans l'environnement pendant l'utilisation du produit après le moulage, modifiant ainsi les performances du produit et raccourcissant sa durée de vie. Les stabilisateurs thermiques inhibent ou empêchent la dégradation de la résine, prolongent la durée de vie du produit et ont un certain effet antioxydant en absorbant et en neutralisant le HCl, en déplaçant les atomes de chlorure d'allyle instables dans les molécules de PVC, en subissant des réactions d'addition avec des structures polyènes, en capturant les radicaux libres, etc., pour empêcher les produits en plastique de se dégrader et de se décolorer. De plus, les stabilisateurs thermiques peuvent également absorber les rayons ultraviolets ou protéger la résine des dommages causés par les rayons ultraviolets. Lorsqu'ils sont ajoutés à des mélanges principalement composés de résine PVC, ils ne doivent pas subir de réactions chimiques avec d'autres additifs et ne doivent pas affecter les performances du produit. Ces mécanismes d'action garantissent ensemble le rôle important des stabilisateurs thermiques dans le traitement du plastique, en particulier dans le traitement et l'application de la résine PVC
5. Modificateur d'impact
La fonction principale des modificateurs d'impact est d'améliorer la fragilité à basse température des matériaux polymères et de leur conférer une plus grande ténacité. Ces produits chimiques jouent un rôle important dans le domaine de la technologie de l'ingénierie et sont largement utilisés dans divers produits en plastique, tels que les plastiques PP, les résines PVC, etc. Spécifiquement pour les matériaux en PVC, les modificateurs d'impact peuvent augmenter la dureté et la résistance aux chocs du PVC, améliorant ainsi la ténacité, la résistance et la résistance à l'usure du matériau, et améliorant la durée de vie et la stabilité des performances du produit. Par exemple, l'acrylique Impact Modifier (AIM) est un modificateur de plastique de haute qualité et respectueux de l'environnement principalement utilisé pour les produits durs en PVC, tels que les tuyaux et les raccords, les portes et fenêtres en acier plastique, les panneaux, les conteneurs, etc. L'AIM disperse les particules dans la matrice de phase continue du PVC, absorbe l'énergie d'impact lorsqu'il est soumis à des forces externes, empêche le développement ultérieur de fissures et améliore ainsi la résistance aux chocs du matériau. De plus, les modificateurs d'impact peuvent également conférer aux produits en PVC une bonne aptitude au traitement et une bonne résistance aux intempéries, ce qui les rend particulièrement adaptés aux produits d'extérieur
6. Agent moussant
L'agent moussant est un type de composé organique qui se décompose et libère des gaz lorsqu'il est chauffé. Ces gaz restent dans le substrat plastique et deviennent des plastiques expansés avec de nombreuses structures en mousse fine.
En tant que bon agent moussant, il doit avoir les conditions suivantes : libération de gaz dans un court laps de temps, taux de libération réglable, gaz inertes tels que CO₂ et N₂ libérés pendant la décomposition, dispersion et décomposition faciles dans les plastiques, température de décomposition appropriée, faible génération de chaleur pendant la décomposition, réaction de décomposition irréversible, agent moussant non toxique, etc. L'agent moussant le plus utilisé est l'azodicarbonamide.
7. Agent de couplage
L'agent de couplage fait référence à un type de substance qui peut améliorer les propriétés interfaciales entre les charges et les matériaux polymères. Il existe généralement deux groupes fonctionnels dans la structure moléculaire des agents de couplage : l'un peut subir des réactions chimiques avec la matrice polymère ou a une bonne compatibilité ; Un autre type peut former des liaisons chimiques avec des charges inorganiques. Comme ; Agent de couplage au silane, de formule générale RSiX3 (R est un groupe fonctionnel actif qui a une affinité et une réactivité avec les molécules de polymère, telles que les groupes vinyle, chloropropyle, époxy, méthacryloyle, amino et thiol ; X est un groupe alcoxy qui peut s'hydrolyser, tel que méthoxy, éthoxy, etc.). Après traitement avec un agent de couplage, la surface de l'agent de renforcement ou de la charge peut être modifiée chimiquement, formant une liaison de pont entre la phase inorganique dispersée et le polymère continu, devenant un matériau composite qui améliore l'effet de l'agent de renforcement ou de la charge. L'organosilane est l'agent de couplage le plus utilisé, tandis que le titanate organique est un agent de couplage plus efficace.
8. Agent de réticulation
Les agents de réticulation sont principalement utilisés dans les matériaux polymères (caoutchouc et résines thermodurcissables). Étant donné que la structure moléculaire des matériaux polymères est linéaire, sans réticulation, leur résistance est faible, ils sont faciles à casser et ils n'ont pas d'élasticité. Le rôle des agents de réticulation est de créer des liaisons chimiques entre les molécules linéaires, en les reliant entre elles pour former une structure en réseau, améliorant ainsi la résistance et l'élasticité du caoutchouc. L'agent de réticulation utilisé dans le caoutchouc est principalement du soufre, et des accélérateurs doivent être ajoutés. En général, les agents de réticulation font référence aux peroxydes organiques, tels que le peroxyde de diisopropylbenzène, qui peut être utilisé comme agent de réticulation pour le polyéthylène.
9. Matériaux de renforcement et de remplissage
Dans de nombreux plastiques, les matériaux de renforcement et les charges représentent une part considérable, en particulier les plastiques de renforcement et les matières plastiques à base de calcium. L'objectif principal est d'améliorer la résistance et la rigidité des produits en plastique en ajoutant divers matériaux fibreux ou substances inorganiques. Les matériaux de renforcement les plus couramment utilisés comprennent la fibre de verre, l'amiante, le quartz, le noir de carbone, les silicates, le carbonate de calcium, les oxydes métalliques, etc.
10. Lubrifiants
Lors du traitement à chaud des polymères, une petite quantité de lubrifiant est souvent ajoutée pour faciliter le démoulage. Les lubrifiants peuvent être divisés en deux types : les lubrifiants externes et les lubrifiants internes. La fonction principale des lubrifiants externes est de faciliter l'écoulement régulier du polymère fondu loin de la surface métallique chaude de l'équipement de traitement. La compatibilité entre les lubrifiants externes et les polymères est médiocre, et seule une fine couche de lubrifiant se forme à l'interface entre les polymères et les métaux. Les lubrifiants internes ont une bonne compatibilité avec les polymères, ce qui peut réduire la cohésion entre les molécules de polymère, facilitant ainsi l'écoulement du polymère et réduisant l'élévation de température causée par la chaleur de friction interne. Les lubrifiants externes les plus couramment utilisés sont l'acide stéarique et ses sels métalliques, tandis que les lubrifiants internes sont le polyéthylène de faible poids moléculaire, etc.
11. Agent de démoulage
L'agent de démoulage est une substance fonctionnelle qui se trouve entre le moule et le produit fini. L'agent de démoulage est résistant aux produits chimiques et ne se dissout pas au contact des composants chimiques de différentes résines, en particulier le styrène et les amines. L'agent de démoulage est également résistant à la chaleur et aux contraintes, et ne se décompose pas ou ne s'use pas facilement. L'agent de démoulage adhère au moule sans se transférer aux pièces traitées et ne gêne pas la peinture ou d'autres opérations de traitement secondaire. En raison du développement rapide du moulage par injection, de l'extrusion, du laminage, du moulage par compression, du laminage et d'autres procédés, la quantité d'agent de démoulage utilisée a également augmenté de manière significative.
12. Agent colorant
Les colorants sont des substances chimiques insolubles dans les solvants ordinaires. Pour obtenir des performances de coloration idéales, il est donc nécessaire d'utiliser des méthodes mécaniques pour disperser uniformément les pigments dans les plastiques. Les pigments inorganiques ont une excellente stabilité thermique et photostabilité, un prix bas, mais un pouvoir colorant relativement faible et une densité relative élevée. Les pigments organiques ont un pouvoir colorant élevé, des couleurs vives, une chromatographie complète et une faible densité relative. Cependant, leurs inconvénients incluent une résistance à la chaleur, une résistance aux intempéries et un pouvoir couvrant inférieurs à ceux des pigments inorganiques. Les colorants comprennent principalement des mélanges maîtres de couleurs et des agents de blanchiment fluorescents.
13. Mélange maître de couleur
Le mélange maître est un agrégat obtenu en fixant uniformément une quantité super constante de pigment ou de colorant sur une résine. Ses composants de base comprennent des pigments ou des colorants, des supports, des dispersants et des additifs. Il présente les avantages suivants : il favorise le maintien de la stabilité chimique et de la couleur des pigments, améliore la dispersibilité des pigments, est simple à utiliser, facilite la conversion des couleurs, protège l'environnement, économise du temps et des matières premières.
14. Agent antistatique
Les agents antistatiques jouent un rôle dans l'élimination ou la réduction de l'électricité statique générée à la surface des produits en plastique. La plupart des agents antistatiques sont des électrolytes, qui ont une compatibilité limitée avec les résines synthétiques. Cela leur permet de migrer vers la surface des plastiques, obtenant ainsi les effets d'absorption d'humidité et d'élimination de l'électricité statique.
15. Agents antibactériens
Avec l'amélioration continue de la sensibilisation des gens à la sécurité, de plus en plus de personnes commencent à acheter des produits en plastique antibactériens. Des agents antibactériens sont utilisés dans les plastiques antibactériens. Les agents antimicrobiens font référence à des substances chimiques qui peuvent maintenir la croissance ou la reproduction de certains micro-organismes (bactéries, champignons, levures, algues, virus, etc.) en dessous des niveaux nécessaires pendant une certaine période de temps. Les agents antimicrobiens sont des substances ayant des propriétés antibactériennes et bactéricides.
16. Antimousse
Les antimousses plastiques, également connus sous le nom de déshydratants plastiques, de mélanges maîtres antimousses plastiques, certaines matières premières plastiques ou plastiques recyclés contiennent souvent des traces d'humidité. S'ils ne sont pas éliminés, des bulles ou des traces d'eau se formeront à la surface des produits transformés, ce qui affectera les performances et l'apparence des produits. Le processus traditionnel d'utilisation de machines de séchage électrique pour éliminer l'humidité nécessite un séchage précoce des matières premières, ce qui entraîne des inconvénients dans la production, prolonge le temps de traitement des produits, conduit à une faible efficacité de production, consomme de l'électricité, détériore l'environnement de traitement et augmente les coûts de production. Les antimousses plastiques sont un nouveau type de mélange maître fonctionnel développé spécifiquement pour résoudre le problème des bulles d'eau dans les produits en plastique fabriqués à partir de PE, PP, ABS, PS et nylon pendant le traitement. Ce mélange maître peut être moulé et traité en ajoutant une petite quantité et en le mélangeant simplement avant le moulage du plastique, sans passer par un processus de séchage. Il présente les avantages d'une utilisation facile, d'une efficacité de production améliorée et d'une consommation d'énergie réduite.
L'industrie des additifs plastiques de notre pays s'est développée avec le développement de l'industrie du PVC. La proportion d'additifs dans les matières plastiques est relativement faible, mais elle a un impact significatif sur la qualité des produits en plastique. Les additifs plastiques verts, respectueux de l'environnement, non toxiques et efficaces de haute performance deviendront la principale orientation du développement de l'industrie chinoise des additifs plastiques à l'avenir