انواع مواد افزودنی در پلیمرها: افزایش خواص و کارایی

مقدمه

افزودنی‌ها نقشی مهم و حیاتی در اصلاح و بهبود خواص انواع پلیمرها دارند. در این مقاله انواع مختلف افزودنی‌هایی که اکثرا به عنوان مستربچ به پایه‌های پلیمری اضافه می‌شوند، به طور خلاصه مورد بررسی قرار می‌گیرد. این مقاله با معرفی تعریف افزودنی‌ها و اهمیت استفاده از آنها، عملکرد و مزایای متنوعی که انواع افزودنی‌ها در کاربردهای پلیمری ارائه می‌دهند را به صورت مختصر مورد مطالعه و بررسی قرار می‌دهد.

کلمات کلیدی: افزودنی‌های پلیمری، مستربچ‌های آنتی اکسیدانت، تثبیت کننده‌های UV، بازدارنده‌های شعله، روان‌کننده‌ها، عوامل آنتی استاتیک، پرکننده‌ها، عوامل هسته‌زا، رنگ‌ها، اصلاح کننده‌های ضربه، افزودنی‌های ضد مه، افزودنی‌های لیزکننده، نرم‌کننده‌ها.

معرفی

پلیمرها به دلیل تطبیق پذیری و ویژگی‌های قابل تنظیم، به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، پلیمرها به منظور برآورده کردن احتیاجات تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان، اغلب نیاز به اصلاحات اضافی دارند. به این معنی که استفاده ازآنها به تنهایی و بدون حضور افزودنی‌های مختلف، به منظور کاربردهای خاص و متنوع غیرممکن است. افزودنی‌ها یا به عبارت دیگر، موادی که در ماتریس‌های پلیمری گنجانده می‌شوند، می‌توانند به طور قابل توجهی بر روی خواص و عملکرد پلیمرها موثر باشند. برخی از این افزودنی‌ها به صورت مستقیم و به هنگام فرایند شدن پلیمر به آن اضافه می‌شوند و برخی دیگر در قالب مستربچ‌های مختلف و به هنگام فراورش پلیمرها به پلیمر پایه افزوده می‌گردند. مستربچ‌های پلیمری، مخلوط‌های غلیظی از مواد افزودنی پراکنده شده در یک پایه‌ی پلیمری هستند که روشی کارآمد را برای وارد کردن انواع افزودنی‌ها به پلیمر در حین فراورش پلیمرها فراهم می‌کنند. این مقاله، مروری بر انواع مواد افزودنی مورد استفاده در صنعت پلیمر را ارائه داده و بر تعریف، اهمیت و کاربردهای متنوع آن‌ها تاکید می‌کند.‌ 

تعریف مواد افزودنی

افزودنی‌ها موادی هستند که به منظور اصلاح خواص پلیمرها و یا بهبود فرآیندپذیری آن‌ها، در مقادیر کم به پلیمرها اضافه می‌شوند. این مواد می‌توانند استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر شعله، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش، رنگ و سایر ویژگی‌های پلیمرها را بهبود بخشند. طیف وسیعی از مواد افزودنی معمولاً با استفاده از انواع مستربچ‌ها در ماتریس‌های پلیمری گنجانده می‌شوند که پراکندگی یکنواخت و ادغام کارآمد را در طول پردازش تسهیل می‌نمایند. همچنین گاهی برخی افزودنی‌های خاص توسط شرکت‌های پتروشیمی و به هنگام تولید کامپاندهای پلیمری به پایه‌ی پلیمر مد نظر افزوده شده و کامپاندهای پلیمری حاصل، تحت نام‌های تجاری مخصوصی وارد بازار شده و به فروش می‌رسند.

انواع افزودنی‌ها

1. آنتی اکسیدان‌ها (Antioxidants):

آنتی اکسیدان‌ها افزودنی‌هایی هستند که از اکسیداسیون و تخریب پلیمرها جلوگیری کرده و از آنها در برابر تخریب حرارتی و اکسیداسیون ناشی از گرما، نور و یا سایر عوامل محیطی محافظت می‌کنند و با مکانیسم عمل خود، از کاهش خواص مکانیکی و کوتاه شدن عمر پلیمرها جلوگیری به عمل می‌آورند (شکل 1). آنتی‌اکسیدان‌های رایج عبارتند از: فنل‌های با ممانعت فضایی بالا، فسفیت‌ها و تیواسترها.

استفاده از مستربچ‌های حاوی آنتی اکسیدان‌ها سبب می‌شود رادیکال‌های آزاد حاصل از عوامل محیطی ایجاد شده در محصول پلیمری به دام افتاده و خنثی شوند و از این طریق از واکنش‌های زنجیره‌ای که در ادامه باعث تخریب و افت خواص پلیمر می‌شود جلوگیری به عمل می‌آید.
به طور کلی آنتی اکسیدان‌های مورد استفاده در صنعت پلیمرها به دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند: آنتی اکسیدان‌های اولیه و آنتی اکسیدان‌های ثانویه.
آنتی اکسیدان‌های اولیه:
این دسته از مواد ترکیباتی هستند که در طی فرآیند، به پلیمرها افزوده شده تا محافظت اولیه در برابر اکسیداسیون را به وجود آورند. آنها با واکنش و به دام انداختن رادیکال‌های آزاد تشکیل شده در هنگام شروع اکسیداسیون، مانع از انتشار آن‌ها و تخریب بیشتر زنجیره‌های پلیمری شده و روند تخریب پلیمر را متوقف می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان به Irganox® 1010،Irganox® 1076 و Irganox® 1098 به عنوان آنتی اکسیدان‌های اولیه پرمصرف اشاره کرد.
آنتی اکسیدان‌های ثانویه:
آنتی اکسیدان‌های ثانویه معمولاً در ترکیب با آنتی اکسیدان‌های اولیه استفاده می‌شوند تا محافظت فوق العاده‌ای را در برابر اکسیداسیون در طول استفاده از محصول پلیمری ایجاد کنند. آنها با تجزیه هیدروپراکسیدها، که واسطه‌های تشکیل شده در طول فرآیند اکسیداسیون هستند، از اکسیداسیون بیشتر زنجیره‌های پلیمری جلوگیری به عمل می‌آوررند. به عنوان مثال می‌توان به Irgafos® 168 و Ultranox® 626 به عنوان آنتی اکسیدان‌های ثانویه‌ی متداول اشاره کرد.
مکانیسم عملکرد این دو دسته از آنتی اکسیدان‌ها در شکل 2 نشان‌ داده شده است.

2. تثبیت کننده‌هایUV (UV Stabilizers):

اشعه ماوراء بنفش توسط خورشید تولید می‌شود. این اشعه همچنین می‌تواند توسط منابع مصنوعی مانند لوازم برنزه کننده و برخی از انواع لامپ‌ها نیز ساطع شود. هنگامی که نور خورشید به سطح زمین می‌رسد، حاوی اشعه UV-A، UV-B و مقدار کمی اشعه UV-C است. با این حال، جو زمین، به ویژه لایه اوزون، بخش قابل توجهی از اشعه های UV-B و UV-C را جذب کرده و زمین را از اثرات مضر آنها محافظت می‌کند (شکل3).

تثبیت کننده‌های UV، افزودنی‌هایی هستند که از پلیمرها در برابر اثرات مضر اشعه ماوراء بنفش محافظت می‌کنند. این افزودنی‌ها نور UV را جذب یا منعکس کرده و از تخریب و تغییر رنگ ناشی از قرار گرفتن محصولات پلیمری در معرض اشعه ماوراء بنفش می‌کاهند. جاذب‌های رایج اشعه ماوراء بنفش شامل بنزوفنون‌ها، بنزوتریازول‌ها و آمین‌های با ممانعت فضایی هستند. HALS (Hindered amine light stabilizers) دسته‌ای متداول از تثبیت کننده‌های اشعه‌ی UV بوده که به عنوان جذب کننده‌ی رادیکال¬های آزاد حاصل از برخورد اشعه ماورای بنفش به زنجیره پلیمری عمل می‌کند. آنها رادیکال‌های آزاد حاصل شده را به دام انداخته و عملکرد تخریبی آن‌ها را خنثی می‌کنند. با جلوگیری از تشکیل رادیکال‌های آزاد، HALS می‌تواند به طور قابل توجهی تخریب پلیمرها را کاهش دهد.

آنها به‌ویژه در پلی اولفین‌ها و سایر مواد حساس به اکسیداسیون موثر هستند.

3. بازدارنده‌های شعله (Flame Retardants):

بازدارنده‌های شعله افزودنی‌هایی هستند که اشتعال‌پذیری پلیمرها را کاهش داده و عملکرد ایمنی آن‌ها را در برابر آتش بهبود می‌بخشند. آنها در فرآیند احتراق تداخل ایجاد کرده و گسترش شعله را مهار و یا آن را به تاخیر می‌اندازند. افزودنی‌های متداول بازدارنده شعله شامل بازدارنده‌های شعله‌ی هالوژنه (برم‌دار)، ترکیبات مبتنی بر فسفر، ترکیبات آنتیموان و جایگزین‌های بدون هالوژن هستند. مستربچ بازدارنده شعله در صنایع مختلفی که ایمنی در برابر آتش از ملاحظات حیاتی در آن‌ها است، کاربرد دارند. از این افزودنی‌ معمولاً در تولید وسایل الکتریکی و الکترونیکی، قطعات خودرو، مصالح ساختمانی، منسوجات و سایر محصولات پلاستیکی که نیاز به مقاومت در برابر آتش دارند به وفور استفاده می‌شود (شکل4).

4. روان کننده‌ها (Lubricants):

روان کننده‌ها دسته‌ای از افزودنی‌هایی هستند که با کاهش اصطکاک، خواص جریانی پلیمرها را در طول پردازش بهبود می‌بخشند. هدف اصلی استفاده از مستربچ‌های روان کننده، بهبود پردازش مواد پلیمری است. آنها به کاهش اصطکاک بین زنجیره‌های پلیمری و بین پلیمر و تجهیزات پردازش کمک کرده و جریان روان‌تر و پردازش آسان‌تر در طول قالب‌گیری، اکستروژن یا سایر فرآیندهای تولید را ممکن می‌سازند. روان‌کننده‌های رایج مورد استفاده در مستربچ‌ها، شامل اسیدهای چرب، استرهای اسیدهای چرب و استئارات‌های فلزی می‌باشند. فرمولاسیون مستربچ روان کننده و دوز مصرفی آن به عواملی مانند نوع پلیمر، شرایط پردازش، ویژگی‌های عملکردی و الزامات مصرف محصول نهایی بستگی دارد.

5. عوامل آنتی استاتیک (Antistatic Agents):

عوامل آنتی استاتیک تجمع الکتریسیته‌ی ساکن در سطح پلیمرها را کاهش داده و یا از بین می برند (شکل5).

این افزودنی‌ها رسانایی سطح را افزایش داده و جذب گرد و غبار بر روی سطح را به حداقل می‌رسانند. عوامل آنتی استاتیک رایج عبارتند از سورفکتانت‌ها، پلیمرهای رسانا و ترکیبات فلزی. استفاده از مستربچ‌های آنتی استاتیک چندین مزیت دارد، از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• جلوگیری از آسیب تخلیه الکترواستاتیک (Electrostatic Discharge, ESD) به قطعات حساس الکترونیکی.
• کاهش جذب گرد و غبار، پرز و سایر ذرات معلق به سطح مواد.
• ایمنی و راحتی بیشتر برای کاربرانی که از محصولات حساس به استاتیک استفاده می‌کنند.
• جلوگیری از خطرات آتش‌سوزی ناشی از تخلیه ساکن در محیط‌های قابل اشتعال.
• بهبود زیبایی شناسی محصول با کاهش تجمع بارهای ساکن و عیوب بصری مرتبط با آن.‌

6. پرکننده‌ها (Fillers):

مستربچ‌های پرکننده که تحت عنوان ترکیبات پرکننده نیز شناخته می‌شوند، افزودنی‌هایی هستند که در صنعت پلاستیک برای ترکیب مواد پرکننده در ماتریس‌های پلیمری استفاده می‌شوند (شکل6).

پرکننده‌ها ذرات جامدی مانند کربنات کلسیم، تالک یا الیاف شیشه هستند که برای اصلاح خواص و کاهش هزینه‌ها به پلیمرها افزوده می‌شوند. مستربچ‌های پرکننده به عنوان حامل این مواد عمل کرده و پراکندگی و توزیع یکنواخت آنها را در پلیمر تسهیل می‌نمایند. در ادامه به برخی از ویژگی‌های رایج مستربچ‌های پرکننده اشاره شده است:

• کاهش هزینه‌ها
• ایجاد خواص مکانیکی پیشرفته
• بهبود پایداری ابعادی
• افزایش مقاومت در برابر حرارت
• پرداخت سطحی و ظاهری
• رسانایی الکتریکی و حرارتی

7. عوامل هسته زا (Nucleating Agents):

عوامل هسته‌زا، افزودنی‌هایی هستند که در مستربچ‌های پلیمری به منظور ترویج و تقویت فرآیند تبلور در پلیمرها استفاده می‌شوند. این عوامل با ایجاد مکان‌های هسته‌زایی، تشکیل ساختارهای کریستالی کوچک‌تر و یکنواخت‌تر را در ماتریس پلیمری تسهیل می‌کنند. این مورد منجر به چندین مزیت در خواص پلیمر حاصله می‌شود. از جمله‌ی این مزایا می‌توان به افزایش شفافیت، افزایش سفتی، بهبود پایداری ابعادی، و بهبود عملکرد مکانیکی اشاره کرد (شکل7).

انواع مختلفی از عوامل هسته‌زا در مستربچ‌های پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام مزایای خاص خود را داشته و برای پلیمرها و کاربردهای مختلف مناسب هستند. برخی از عوامل هسته‌زای رایج عبارتند از:
• عوامل هسته‌زای معدنی: عوامل هسته‌زای معدنی، مانند تالک، سیلیس و انواع مختلف خاک‌رس، به‌عنوان مکان‌های هسته‌زایی ناهمگن برای تبلور پلیمر عمل می‌کنند. این عوامل چگالی هسته‌زایی بالایی را فراهم کرده و باعث تشکیل بلورهای کوچک و پراکنده در ماتریس پلیمری می‌شوند.

• عوامل هسته‌زای آلی: عوامل هسته‌زای آلی، مانند مشتقات اسید بنزوئیک، سوربیتول و برخی نمک‌های آلی، می‌توانند به طور موثری تبلور پلیمرها را افزایش دهند. این عوامل به کاهش انرژی فعال سازی مورد نیاز برای تبلور کمک کرده و منجر به فرآیندهای تبلور سریعتر و کنترل شده‌تر می‌شوند.

• عوامل هسته‌زای مبتنی بر کربن: عوامل هسته‌زای مبتنی بر کربن مانند نانولوله‌های کربنی، گرافن و کربن سیاه به دلیل خواص منحصربه ‌فردشان مورد توجه قرار گرفته‌اند. این عوامل مکان‌هایی عالی برای هسته‌زایی فراهم کرده و می‌توانند خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی پلیمرها را بهبود بخشند.
عوامل هسته‌زا در مستربچ‌های پلیمری در چندین صنعت کاربرد دارند. به عنوان مثال، در صنعت بسته‌بندی، از عوامل هسته‌زا برای افزایش شفافیت و سفتی پلیمرها، استفاده می‌شود. در بخش خودرو، عوامل هسته‌زا می‌توانند خواص مکانیکی و پایداری ابعادی اجزای پلیمری را بهبود بخشند و دوام و قابلیت اطمینان را تضمین کنند.

8. رنگ‌ها (colors):

افزودنی‌های رنگی به پلیمرها رنگ داده و جذابیت و زیبایی آن‌ها را دوچندان می‌کنند. این افزودنی شاید یکی از پرمصرف‌ترین افزودنی‌ها در ساخت محصولات متنوع پلیمری است. این دسته از افزودنی‌ها می‌توانند رنگدانه‌های آلی یا معدنی، رنگ‌ها و یا کنسانتره‌های رنگی باشند. رنگ‌ها، کاربردهای گسترده‌ای در بسته‌بندی محصولات، انواع کالاهای مصرفی و صنایع مختلف دیگر، داشته و دارند (شکل8).

9. اصلاح کننده‌های ضربه (Impact modifiers):

اصلاح کننده‌های ضربه، افزودنی‌هایی هستند که در پلیمرها به منظور بهبود چقرمگی و مقاومت در برابر نیروهای ضربه‌ای استفاده می‌شوند. پلیمرها به طور ذاتی دارای خواصی مانند استحکام و سختی بالایی هستند، اما ممکن است در هنگام ضربه یا فشار ناگهانی مستعد شکنندگی باشند (شکل 9).

اصلاح‌کننده‌های ضربه، ظرفیت جذب انرژی پلیمرها را با ایجاد انعطاف‌پذیری و چقرمگی افزایش داده و به آن‌ها اجازه می‌دهند در برابر ضربه، بدون شکستگی، مقاومت کنند. ادغام اصلاح کننده¬های ضربه در پلیمرها چندین مزیت را به همراه دارد. از جمله‌ی آن، مقاومت مواد در برابر ترک خوردگی، حساسیت بریدگی (Cut Sensitivity) و استحکام ضربه را بهبود می‌بخشد و آن را برای کاربردهایی که دوام و مقاومت در برابر ضربه در آنها حیاتی است، مناسب می‌کند. اصلاح‌کننده‌های ضربه همچنین می‌توانند فرآیندپذیری مواد را افزایش دهند، زیرا می‌توانند جریان مذاب پلیمر را بهبود بخشند، ویسکوزیته مذاب را کاهش دهند و پردازش آسان‌تر در طول قالب‌گیری یا اکستروژن را تسهیل کنند.
انواع مختلفی از اصلاح کننده‌های ضربه در پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام مزایای خاص و سازگاری با سیستم‌های مختلف پلیمری را ارائه می‌دهند. برخی از اصلاح کننده های ضربه که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
• الاستومرها
• پلیمرهای هسته‌پوسته
• پلی اورتان های ترموپلاستیک (Thermoplastic polyurethanes, TPU)
• کوپلیمرهای گرافت شده

انتخاب یک اصلاح کننده ضربه مناسب به عواملی مانند پلیمر پایه، شرایط پردازش، کاربرد هدف و خواص مکانیکی مورد نظر بستگی دارد. غلظت اصلاح کننده ضربه در ماتریس پلیمری را می‌توان برای دستیابی به سطح مطلوب چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه تنظیم کرد. اصلاح کننده‌های ضربه در طیف وسیعی از صنایع، از جمله خودروسازی، ساخت و ساز، کالاهای مصرفی و بسته‌بندی کاربرد دارند. همچنین از آنها در تولید محصولات مختلف مانند قطعات خودرو، لوله، فیلم، ورق و ظروف مقاوم در برابر ضربه استفاده می‌شود.

10. افزودنی‌های ضد‌مه (anti-fog additives):

افزودنی‌های ضد مه، دسته‌ای از مواد هستند که در فرمولاسیون‌های پلیمری برای جلوگیری یا کاهش مه بر روی سطح محصولات پلاستیکی گنجانده می‌شوند. مه‌آلود شدن زمانی اتفاق می‌افتد که بخارات آب بر روی سطح متراکم می‌شود و قطرات کوچک یا لایه‌ای مه‌آلود تشکیل داده و دید را مختل می‌کند. افزودنی‌های ضد مه با اصلاح خواص سطحی پلیمرها برای به حداقل رساندن یا حذف تشکیل قطرات آب عمل کرده و در نتیجه شفافیت محصول پلیمری را حفظ می‌کنند.
انواع مختلفی از افزودنی های ضد مه در پلیمرها استفاده می‌شود که هر کدام مکانیسم اثر خاص خود را دارند. برخی از انواع رایج افزودنی‌های ضد مه عبارتند از:

• سورفاکتانت‌ها
• پوشش‌های هیدروفیل
• مواد جاذب
• مخلوط‌های پلیمری

افزودنی‌های ضد مه در صنایع مختلفی کاربرد دارند. برخی از کاربردهای رایج آن، شامل بسته بندی مواد غذایی (مانند ظروف شفاف مواد غذایی، فیلم‌ها و سینی‌ها) برای حفظ جذابیت بصری و جلوگیری از خراب شدن محصول داخل بسته، و در کاربردهای خودرو (مانند شیشه جلو، آینه) برای اطمینان از دید واضح در شرایط مرطوب است (شکل10).

11. افزودنی‌های لیزکننده (Slip additives):

افزودنی‌های لغزشی دسته از افزودنی‌ها هستند که در پلیمرها برای بهبود خواص سطحی مواد پلاستیکی استفاده می‌شوند.

آنها اصطکاک را کاهش داده و لغزندگی را افزایش می‌دهند و به سطوح اجازه می‌دهند به آرامی روی یکدیگر سر بخورند. افزودنی‌های لیزکننده در کاربردهای مختلف پلیمری که در آن کاهش اصطکاک، فرآیندپذیری و عملکرد بهبود یافته مورد نظر است، نقش مهمی ایفا می‌کنند.
وظیفه‌ی اصلی افزودنی‌های لیزکننده کاهش ضریب اصطکاک بر روی سطح مواد پلیمری است. آنها با مهاجرت به سطح پلیمر به این امر دست یافته و یک لایه روان کننده ایجاد می‌کنند که چسبندگی بین پلیمر و سایر سطوح را کاهش می‌دهد. این موضوع باعث بهبود خواص لغزشی و کاهش چسبندگی و انسداد می‌گردد (شکل11).
انواع مختلفی از افزودنی‌های لیزکننده‌ مورد استفاده در پلیمرها عبارتند از:

• آمیدهای چرب
• استئارات‌ها
• سیلیکون‌ها
• اتیلن بیس استارامید (Ethylene bisacetamide, EBS)
افزودنی‌های لیزکننده در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند. برخی از کاربردهای رایج آنها عبارتند از اکستروژن فیلم و ورق، قالب‌گیری تزریقی، فیلم دمشی و بسته بندی (شکل12).

این دسته از مواد به منظور فرآیندپذیری بهتر مواد پلیمری، کاهش اصطکاک سطحی در حین ساخت، افزایش آزادسازی قطعات قالب‌گیری شده از قالب‌ها و ایجاد سطحی صاف و غیر چسبنده برای محصولات نهایی استفاده می‌شوند.

12. نرم‌کننده‌ها (Plasticizers):

این مواد دسته ای از افزودنی‌ها هستند که در پلیمرها به منظور بهبود انعطاف‌پذیری، پردازش‌پذیری و عملکرد نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد با هدف افزایش انعطاف‌پذیری، کاهش دمای انتقال شیشه‌ای و پردازش آسان‌تر در حین فرآورش به برخی از پلیمرها افزوده می‌گردند.

اضافه کردن این مواد با کاهش نیروهای بین مولکولی درون ماتریس پلیمری همراه است (شکل 13). این مسئله سبب می‌شود تحرک مولکولی افزایش یابد و در نتیجه پلیمر حاصل شده توانایی بیشتری برای تغییر شکل پلاستیک تحت شرایط تنش‌های محیطی و دمایی داشته باشد. به عبارت دیگر این افزایش تحرک، به زنجیره‌های پلیمری اجازه می‌دهد تا راحت‌تر از کنار یکدیگر بلغزند و در نتیجه‌ی آن انعطاف‌پذیری افزایش و میزان سفتی کاهش یابد.

در ادامه به انواع مختلفی از نرم‌کننده‌های مورد استفاده در پلیمرها اشاره شده است که هر کدام از آنها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. برخی از نرم کننده‌های متداول عبارتند از:
• نرم کننده‌های فتالات
• نرم کننده‌های فسفات
• نرم کننده‌های تری‌ملیتات‌
• نرم کننده‌های سیترات
• نرم کننده‌های پلیمری
انتخاب نرم کننده‌ی مناسب به عوامل مختلفی مانند نوع پلیمر، انعطاف‌پذیری مورد نظر، شرایط پردازش، الزامات محصول نهایی و ملاحظات نظارتی بستگی دارد. غلظت نرم‌کننده در ماتریس پلیمری را می‌توان برای دستیابی به سطح مطلوب انعطاف‌پذیری و عملکرد محصول نهایی تنظیم کرد. نرم کننده‌ها در صنایع متعددی کاربرد دارند. آنها به طور گسترده در تولید محصولات PVC انعطاف‌پذیر مانند کفپوش وینیل، عایق سیم و کابل، فضای داخلی خودرو و فیلم‌های انعطاف‌پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها همچنین در پلیمرهای دیگر مانند پلی اورتان‌ها، الاستومرها و پوشش‌ها برای بهبود انعطاف‌پذیری و فرآیند‌پذیری استفاده می‌شوند.

نتیجه‌گیری

افزودنی‌های مختلف موجود در صنعت پلیمر نقش بسیار مهمی را در افزایش خواص و عملکرد پلیمرها از خود نشان می‌دهند. انواع مختلفی از افزودنی‌های مورد بحث در این مقاله، از جمله آنتی‌اکسیدان‌ها، تثبیت‌کننده‌های UV، بازدارنده‌های شعله، روان‌کننده‌ها، عوامل ضد الکتریسیته ساکن، عوامل لغزش، پرکننده‌ها، عوامل هسته‌زا، رنگ‌ها، اصلاح‌کننده‌های ضربه، افزودنی‌های ضد مه، افزودنی‌های لیزکننده و نرم کننده‌ها طیف وسیعی از عملکردها را برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص ارائه می‌کنند. درک قابلیت ها و مزایای این افزودنی ها به سازندگان اجازه می‌دهد تا فرمول‌های پلیمری را بهینه کرده و موادی با کارایی بالا را برای صنایع مختلف توسعه دهند.

گردآورنده: زهرا دوات‌گری

ویرایش: دکتر مهرناز بهادری

منابع

• Gibson and M. Rivin, “Polymer Additives: Uses and Applications.” Wiley, 2001.
• M. Xanthos, “Functional Additives for Polymers: Science and Applications.” Wiley, 2009.
• A. N. Gent and S. H. Ali, “Polymer Additives.” Springer, 1983.
• C. Vasile and A. Ionescu, “Polymer Additives: Chemistry and Applications.” Springer, 2018.
• T. C. Chung, “Polymer Composites with Carbonaceous Nanofillers: Properties and Applications.” CRC Press, 2012.
• M. D. Lechner, “Additives in Polymers: Industrial Analysis and Applications.” Wiley, 2005.
• A. Jenkins, “Plastic Additives Handbook.” Elsevier, 2002.
• S. Ebnesajjad, “Additives for Polyolefins: Getting the Most out of Polypropylene, Polyethylene, and TPO.” Elsevier, 2015.
• S. Thomas and C. P. Reghunadhan Nair, “Rubber Nanocomposites: Preparation, Properties, and Applications.” Wiley, 2017.
• M. Mathew, “Polymer Blends and Composites: Chemistry and Technology.” CRC Press, 2019.
• N. M. Hardey, et al. “Polymer nucleating agents: Recent advances and applications.” Polymer Engineering & Science, 56(4), 339-353 (2016).
• T. P. Nguyen, et al. “Nucleating agents for enhancing crystallization in polymers: Recent advances, challenges, and future prospects.” Journal of Applied Polymer Science, 135(17), 46206 (2018).
• S. Shishoo. “Plastics in Medical Devices: Properties, Requirements, and Applications.” William Andrew, 2010. S. Shishoo. “Plastics in Medical Devices: Properties, Requirements, and Applications.” William Andrew, 2010.
• A. Gandini and E. Silvestre. “From monomers to polymers: Carbon dioxide as a renewable resource.” CRC Press, 2010.
• J. Hicks. “Handbook of Plastics Testing and Failure Analysis.” John Wiley & Sons, 2007.
• K. Friedrich. “Polymer Composites: From Nano- to Macro-Scale.” Springer, 2005.
• C. B. Bucknall. “Toughened Plastics II: Novel Approaches in Science and Engineering.” Elsevier, 1997.
• A. Budrugeac, et al. “Polymers in Packaging Applications.” Polymers, 12(4), 881 (2020).
• L. A. Utracki. “Handbook of Polymer Blends and Composites.” Volumes 1-4. CRC Press, 2003.
• J. C. Salamone (Ed.). “Polymer Additives: Advanced Industrial Analysis.” Wiley, 2005.
• J. P. Bonino, et al. “Review of antimisting agents: Emphasis on aviation applications.” Journal of Applied Polymer Science, 95(6), 1295-1311 (2005).
• M. J. Forrest. “Polymeric Biomaterials: Structure and Function.” CRC Press, 2013.
• M. Patel, et al. “Biodegradable Polymers: Processing, Degradation, and Applications.” CRC Press, 2021.
• D. E. Packham. “Plastics Packaging: Properties, Processing, Applications, and Regulations.” Springer, 2016.
• J. P. Bonino, et al. “Effect of slip additives on the surface behavior of thermoplastics: Role of additive concentration.” Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 40(14), 1581-1591 (2002).
• J. G. Pritchard. “Additives for Plastics Handbook.” Elsevier, 2001.
• S. Ebnesajjad. “Surface Treatment of Materials for Adhesion Bonding.” William Andrew, 2005.
• A. L. Andrady. “Plastics and the Environment.” John Wiley & Sons, 2012.
• D. J. Lohse, et al. “Slip and antiblocking agents.” In: G. Wypych (Ed.), Handbook of Antistatics. ChemTec Publishing, 2007.
• C. A. Harper. “Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites.” McGraw-Hill, 2002.
• J. Wypych. “Handbook of Plasticizers.” ChemTec Publishing, 2017.
• L. W. McKeen. “The Effect of Sterilization Methods on Plastics and Elastomers.” William Andrew, 2012.