Новые добавки для полиолефинов

Добавкам обычно приписывают заслугу помощи полимерам в обретении новых областей применения, например, за счет улучшения их физических свойств. Однако бывают случаи, когда полимер помогает добавкам получить более широкую распространенность. Так, например, компания Sunshow (Китай; www.sunshows.com.cn), производитель специализированных химикатов, разработала новый тип светостабилизаторов на основе пространственно затрудненных аминов (HALS), инкапсулированный в пористый ПП. Добавка Sunovin 5513PP создана путем смешения жидкого светостабилизатора Sunovin 5513 с экструдированным вспененным полипропиленом. Таким образом компания расширила использование слабощелочных жидких светостабилизаторов с жидких до твердых полимеров. Добавки HALS традиционно содержат химическую группу N-H, которая может вступать в реакцию с кислотными агентами в полимерах. Такие добавки не годятся для кислотных полимерных компаундов, таких как ПВХ и ПК, или других, содержащих антипирены. С другой стороны, Sunovin 5513 – это эфирный полимер со структурой N-OR. Компания Sunshow заявляет, что можно избежать реакции с кислотными ингредиентами в компаундах и минимизировать дефекты старения, такие как растрескивание, снижение глянца, меление бесцветного покрытия. Включение добавки во вспененный ПП улучшает его стабильность, а потому Sunovin 5513PP можно использовать в кислотных полимерных компаундах, утверждает компания.

В разработанных компаундах содержание HALS составляло 20, 40, 50 и 60%. Термогравиметрический анализ показал, что компаунды обладали более высокой термической стабильностью, чем чистый Sunovin 5513. Испытания на сопротивление старению показали, что компаунд превосходно противостоит световому старению. Компания Sunshow представила результаты на конференции Antec (США) в прошлом году.

Компания Dow Corning (www.dowcorning.com) утверждает, что ее мастербатч MB25-035 может уменьшить коэффициент трения при высокоскоростном упаковывании в формате «формование – заполнение – запечатывание». Рецептура на основе силикона разработана как альтернатива органическим добавкам, чьи скользящие свойства могут уменьшаться со временем и при повышенных температурах. Используемый в качестве улучшающей скольжение добавки для раздувных ПЭВД-пленок мастербатч необходимо включать лишь в верхний слой многослойной пленки, в отличие от органических добавок, которые нужно использовать во всех слоях. Таким образом предотвращается миграция в содержимое упаковки при одновременной экономии средств. Также предотвращается образование нароста на головке и оседание геля, добавка легко и полностью распределяется для оптимального скольжения, говорят в компании.

Компания заявляет, что органические добавки для скольжения, такие как эрукамид и олеамид, быстро мигрируют к поверхности пленки и быстро рассеиваются, поэтому любая отсрочка между экструзией и операциями формования – заполнения – запечатывания может вызвать потерю скользящих свойств. Органические добавки также утрачивают эффективность при повышенных температурах, таких как контакт с горячей пищей, и могут мигрировать между поверхностями пленки в ходе запечатывания и хранения, а новая рецептура Dow Corning помогает предотвратить эти проблемы. Мастербатч отвечает требованиям Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США и нормам 10-2011 Евросоюза по контакту с пищевыми продуктами, этих норм также придерживаются и во многих азиатских странах. Задуманный для ПЭВД и смесей и разработанный сочетающимся с ЛПЭНП для формования – заполнения – запечатывания и многослойных пленок, мастербатч поставляется в удобных для дозирования гранулах и доступен по всему миру.

Новый ассортимент концентратов красителей от компании Teknor Apex (www.teknorapex.com) увеличивает ударопрочность листов из олефинов, что делает реальными перспективы уменьшить толщину. Концентраты TekTuff повышают ударную прочность пленок при падении заостренного груза на 33% без изменения степени разбавления концентрата красителя, утверждает компания Teknor, это означает, что повторный подбор цвета не требуется. Таким образом, можно уменьшить толщину, и открываются новые возможности для замены металлов, говорит Джон Вуд (John Wood), технический специалист. «Полимерные листы часто должны быть толще металлических, чтобы обеспечить аналогичные ударные свойства, и это ограничивающий фактор для их применения в тех областях, где значимы вопросы свободного пространства, – объясняет он. – Повышение прочности с помощью концентратов TekTuff может помочь переработчикам полимеров добиться экономии и свободы при конструировании при замене металлов, отвечая при этом практическим требованиям областей конечного применения. Металлическую коробку, например, можно заменить на сделанную из термоформованного ПП-листа». Можно улучшить характеристики широкого ассортимента изделий из ПП- и ПЭНД-листов за счет улучшающих ударные свойства концентратов красителей, в том числе экструдированной и термоформованной продукции, такой как контейнеры и крышки, банковские карты, покрытия для туалетных сидений, защитные покрытия кузова грузовика, промышленные технологические резервуары.

Компания Tosaf (www.tosaf.com) утверждает, что ее новый антистатический мастербатч ST7505HP оптимизирован для ПП и остается эффективным при низкой влажности. Добавка 1–5% вещества может значительно уменьшить поверхностное электрическое сопротивление экструдируемой продукции. Добавка ST7505HP не влияет на цвет и прозрачность материала и отвечает требованиям Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США и нормам Евросоюза по контакту с пищевыми продуктами. При лабораторных испытаниях показан хороший антистатический эффект в течение длительного времени, даже при относительной влажности всего 12%. Традиционные добавки такого рода, такие как гидрофильные поверхностно-активные вещества, для эффективной работы требуют гораздо более высокой относительной атмосферной влажности, утверждает компания Tosaf. При переработке пленок добавка ST7505HP может обеспечить более высокую скорость производства, поскольку слои пленки легче отделяются друг от друга.

Участникам состоявшей в прошлом году конференции «Добавки для полиолефинов», организованной компанией Applied Market Information (www.amiplastics.com), также представили ряд новых антистатических добавок. Казукиё Номура (Kazukiyo Nomura), лидер группы разработчиков полимерных добавок в компании Adeka (Япония; www.adeka.co.jp), рассказал о новой стойкой антистатической добавке для промышленной упаковки. Он сообщил, что названная N-AS добавка при добавлении меньшего количества продемонстрировала свойства, аналогичные традиционным добавкам на основе амида и олефинов. Долгосрочное поверхностное сопротивление было столь же высоким, как и у двух вышеупомянутых типов, как и зависимость от влажности (стойкие антистатические добавки обычно не подвержены действию влажности, в отличие от мигрирующих типов.)

Добавка в виде бледно-желтых гранул обладает температурой расплава 85–95 °C. Она оказывает минимальное влияние на механические свойства готового изделия, отметил Номура. Для 100-микронной каст-пленки сопротивление поверхности превысило 1*1015 при нагрузке в 10%. При повышении до 15% сопротивление поверхности упало до 10 000, при 20%-ной нагрузке оно упало еще в 10 раз. Одновременно компания Palsgaard (Дания; www.palsgaard.com) разработала на растительной основе антистатическую добавку с длительными свойствами. Продукт под названием 8111 – это длинноцепочечный глицерид с хорошими оптическими свойствами, такими как блеск, один из ряда предлагаемых компанией антистатических добавок на основе липидов, таких как пальмовое и рапсовое масла. Смешивая разные глицериды, компания может менять свойства, меняя быструю миграцию (от которой выигрывает процесс производства) на замедленную миграцию (что хорошо для печати и заклеивания).

Карлхайнц Хаусманн (Karlheinz Hausmann) из научно-исследовательского центра DuPont в Швейцарии сообщил, что стойкие антистатические добавки Entira – это иономеры сополимера этиленметакриловой кислоты. К преимуществам относятся мгновенное действие и постоянный эффект, а также высокая прозрачность и гладкая поверхность при отсутствии желтизны. Их можно использовать с разными полиолефинами, включая все типы ПЭ, ПП, в том числе БОПП, и другие полимеры, такие как ЭВА и ударопрочный ПС. Компания предлагает два коммерческих сорта AS MK400 и SD100. В раздувных ЛПЭНП пленках толщиной 50 мкм добавление 20% AS MK400 уменьшает поверхностное сопротивление на четыре порядка. Для ПЭВД и металлоценового ПЭ повышение температуры переработки со 190 до 220 °C также помогает уменьшить поверхностное сопротивление, на порядок, при том же количестве добавки и толщине пленки. Свойства также были улучшены путем увлажнения в камере влажности в течение 48 часов, показав, что повышенная влажность была преимуществом для антистатических свойств. Компания DuPont (www.dupont.com) испытала на пленках эффект старения и обнаружила, что старение не повлияло на свойства.

Компания Norner (www.norner.no) – один из 11 участников норвежского проекта по исследованию миграции химикатов в пищу из упаковки. «Очень важно, чтобы пища не загрязнялась потенциально опасными веществами, мигрирующими из контактирующих с ней материалов», – сообщил Свейн Ямтведт (Svein Jamtvedt), старший исследователь в компании Norner участникам конференции «Добавки для полиолефинов». Проект «Химикаты в пищевой упаковке» – это рассчитанный на три года проект, начавшийся в 2014 году. К другим его участникам относятся производитель упаковки Elopak, производитель пищевых продуктов Bama и две сети продуктовых магазинов, Rema 1000 и Unil. Контактирующие с пищей материалы регулируются рядом норм ЕС и других стран, материалы необходимо испытывать на общую и специфическую миграцию. Из 27 испытанных в рамках проекта материалов 16 были слоем полиэтилена, контактирующим с пищей. Все материалы были многослойными или ламинированными, у большинства был барьерный слой из алюминия, полиамида или сополимера этилена и винилового спирта.

У многих материалов были также клеевые слои. Общая миграция проходила, но проект фокусировался на специфической миграции. Методы исследования включали: инфракрасную спектроскопию с Фурье-преобразованием, для получения информации о составе и химической структуре; экстракцию в аппарате Сокслета, после которой экстракт изучался такими методами, как высокоэффективная жидкостная хроматография или газовая хроматография – массовая спектрометрия; и микроскопию для анализа структуры пленок. Исследователей беспокоило, что некоторые «не указанные в составе» вещества были представлены на уровне выше допустимых 10 частей на миллиард. Например, было обнаружено, что олигомеры полиолефинов обычно мигрируют и представлены в количестве 0,6 частей на миллион. «Полиолефины всегда содержат олигомеры, но должно ли быть каждого олигомера менее 10 частей на миллиард?» – спрашивает Ямтведт. Аналогичным образом антиоксидант, такой как P168, окислится до P168-фосфата, когда выполнит свою работу корректно, но должен ли уровень P168-фосфата быть ограничен до 10 частей на миллиард, спрашивает он. В данный момент допустимый уровень P168 составляет 60 частей на миллион. Сейчас команда проекта ищет источники дополнительного финансирования, чтобы изучить эти проблемные области, говорит специалист.