Функциональные добавки, осложняющие идентификацию полимеров

Химические вещества различных видов составляют значительную часть всех исходных и переработанных пластмасс (таких как ПЭВП, ПЭНП, изотактический ПП, ПВХ, ПЭТФ, ПА или ПС), они обеспечивают их перерабатываемость, специальные свойства и продолжительный срок службы. Химикаты-добавки выбираются в соответствии с типом полимера и требованиями к его долговременным свойствам.

1. Добавки, предотвращающие запотевание.

Они обладают свойствами поверхностно-активных веществ, например, полиоксиэтиленсорбитмоноолеат, и препятствуют помутнению пленки из-за конденсированных капелек вода на ее внутренней поверхности.

2. Антистатики.

Статическое электричество представляет серьезную проблему при использовании изделий из пластмасс, большинство которых являются материалами с хорошими электроизоляционными свойствами. Добавки, уменьшающие заряд на полимерном изделии, наносят на поверхность из раствора. Они образуют заряженный слой на поверхности. Гидрофобные фрагменты молекул антистатиков прикрепляются к поверхности полимеров и ограничивают прямой контакт влаги из воздуха. Влага адсорбируется гидрофильной частью антистатика. В результате возрастает проводимость поверхности. Это предотвращает внедрение электростатических зарядов, предотвращает осаждение пыли на поверхности изделия. Антистатики очень важны для качества гибкой упаковки, а также для различной тары. Типичными антистатиками являются катионогенные ПАВ – четвертичный аммоний, фосфониевые или сульфониевые соли и анионогенные соединения – алкансульфонат или соли алкилбензолсульфоновой кислоты.

3. Порообразователи

Различные химические вещества, генерирующие инертные газообразные продукты, в результате термодеструкции при повышенных температурах в объеме полимера, когда он временно находится в вязкотекучем состоянии, например, азодикарбамид, паратолуолсульфонилгидразид, 1-паратолуолсульфонилсемикарбазид, диизопропилгидразин-1,2-дикарбоксилат. Используется в использовании упаковочных материалов из вспененных полимеров, таких как пено-ПВХ или пенно-ПС.

4. Красители и пигменты.

Используются для улучшения внешнего вида. Колоранты могут либо примешиваться в полимер, либо использоваться как типографская краска для нанесения на поверхность изделия. Широко используются различные азосоединения, комплексы металлов карбонил, азометил, триарилметан и основные красящие пигменты.

5. Связующие

Они улучшают адгезию между гидрофобными полимерами и полярными частицами наполнителей. Чаще всего используются титанты, кремнийорганические соединения, цирконаты или эфиры.

6. Наполнители и армирующие наполнители

Карбонат кальция, тальк, каолин, слюда увеличивают объем материала и улучшают его механические и физические свойства. Стекло, углеродные и полиэфирные волокна используются для армирования полимерных материалов при изготовлении больших жестких контейнеров.

7. Инициаторы кристаллизации

Стимулируют рост кристаллов одинакового размера. Натриевые соли органофосфатов, соли бензойной или фталевой кислоты или некоторые органические наполнители добавляются в ПП, а также ПЭТ или ПА.

8. Добавки, увеличивающие блеск

Для придания глянцевой поверхности готовых изделий добавляют флуоресцирующие отбеливатели, такие как бензоксазол, фенилкумарил или стильбен.

9. Пластификаторы

Улучшают перерабатываемость и эластичность полимерных материалов или растягиваемость полимера без изменения его химической формулы. Бывают внешние и внутренние пластификаторы и их сочетание обеспечивает оптимальный баланс свойств

10. Стабилизаторы

Предотвращают преждевременную деструкцию полимеров. Различают:

1. Противокислительные добавки направлены против долговременного теплового старения конечных полимерных изделий. Примером могут служить кальциевые или цинковые соли слабых органических кислот, льняное или подсолнечные масла сложные эфиры олеиновой кислоты с жирными спиртами и неорганические наполнители.

2. Антиоксиданты увеличивают продолжительность срока эксплуатации полимерных изделий. Два главных класса антиоксидантов применяют для предотвращения термоокисления: антиоксиданты, обрывающие цепную реакцию (блокированные фенолы, диалкилгидроксиламин и алкилированный бензофуран-2(3Н)-один); и антиоксиданты, разрушающие гидропероксид (активированные органические соединения серы и трехвалентного фосфора)

3. Биостабилизаторы защищают полимеры от грибков, водорослей, насекомых, грызунов и вредных морских организмов. Например, хлорированный феноксифенол и оксид трибутилолова.

4. Стабилизаторы против гидролитической деструкции важны для полимеров, чувствительных к гидролизу (ПЭТ). Например, Бис-2,6-ди-трет-бутилфенилкарбодиимид.

5. Пламегасящие добавки воздействуют на химию и физику процесса горения и снижают воспламеняемость полимера.

6. Тепловые стабилизаторы необходимы для улучшения гидролитической стабильности ПЭТФ, что важно для их вторичной переработки. Например, трифенилфосфат, трибутилфосфат.

7. Фотоантиоксиданты защищает от фотохимического стимулирования окисления. Обычно используют фенольные антиоксиданты.

8. Абсорберы УФ-света ограничивают действие солнечной радиации.

Приложение 2

Химическое строение, применение полимеров и символы SPI указывающие возможность их утилизации

Символ	Полимер	Строение	Применение
	Полиэтилентерефталат (ПЭТ), лавсан, дакрон, терилен (polyethylene terephthalate)		Бутылки, пленки, волокна
	Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) (high-density polyethylene)	[-CH2-CH2-]n	Пакеты, бутылки
	Поливинилхлорид (ПВХ) (polyvinyl chloride)	[-CH2-CHCl-]n	Трубы, фитинги
	Полиэтилен низкой плотности (ПЭНД) (low-density polyethylene)	[-CH2-CH2-]n	Пакеты, пленка
	Полипропилен (ПП) (polypropylene)	[-CH2-CH(CH3)-]n	Упаковка пищевых продуктов, пленка
	Полистирол (ПС) (polystyrene)		Пена, одноразовая посуда
	Полиметилметакрилат (ППМА)	[-СН2С(СН3)(СООСН3)-]n	Орг. Стекло, краска для дорожных знаков
	Поликарбонат (ПК)		Конструкцион-ный материал
	Полиамид 6 (ПА, найлон)		Ковровые покрытия, волокна, детали механизмов
	Сополимер акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (АБС-пластик)	[-CH2-CH(CN)-CH2-CH= CH-CH2-CH2-CH(C6H5)-]n	Детали машин
	Полиуретан	[NH-(CH2)6-NH-CO-O-(CH2)4-O-]n	Пены, каучуки, антикоррозий-ные лаки
	Фторопласты (Тефлон)	[-CF2-CF2-]n	Прокладки, антипригарные покрытия
	Фенопласты (Фенолформальдегид-ные смолы)		Машиностроение конструкционные композитные материалы
	Глифталевая смола (Алкидные смолы)		Лакокрасочные покрытия, клеенка
	Кремнийорганические смолы (силиконовые)		Каучуки, гидрофобизирующие пропитки

Лист согласования методических указаний к лабораторному практикуму

Методические указания к лабораторному практикуму дисциплины разработан в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 260100.62 – Технология продуктов питания (утвержден 23.03.2000 № 186 тех/бак), учебным планом университета по этому же направлению, утвержденному ученым советом 27.02.2001.

Авторы указаний – Воротников Б.Ю., к.т.н., доцент, зав. кафедрой химии

ХХХХХ Н.Б.

Методические указания рассмотрена и одобрена на заседании кафедры химии (рецензенты – А.Г.Булычев, протокол №6 от 27 января 2011 г.).

Заведующий кафедрой _____________ Б.Ю. Воротников ____

к.т.н., доцент

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методической комиссии/ученом совете факультета фундаментальной подготовки протокол № от « » марта 2011 г.

Председатель методической комиссии ________ Горбачев А.А. _____

к.т.н., доцент

Учебная программа рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии / ученом совете механико-технологического факультета

протокол №____ от «___»_____________2011 г.

Председатель комиссии

д.т.н., проф. __________ В.М. Эрлихман «____»_____ 2011 г.