افزودنی های بهبود دهنده ضربه PVC ، ایمپکت مادیفایرها

PVC سومین پلاستیک پرمصرف دنیا است. همچنین همانند رابرها، دنیای افزودنی های مورد استفاده در تولیدات قطعات مبتنی بر PVC بسیار متنوع، پیچیده و جذاب است. فرمولاسیون یک محصول تولیدی از PVC گاها می تواند تا 12 جزء را در بر بگیرد. این مقاله یکی از مهمترین افزودنی ها، ایمپکت مادیفایر (Impact Modifier) را معرفی خواهد کرد.

ساختار شیمیایی سه گروه از افزودنی ها در فرمولاسیون PVC قدری گمراه کننده است و گاها با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. گروه اول روان ساز ها (Lubricant)، گروه دوم کمک فرایندها و بهبود دهنده جریان (Processing aid or Flow modifier) و نهایتا گروه سوم ایمپکت مادیفایرها هستند. در این بخش خانواده ایمپکت مادیفایرها، یا اصلاح و بهبوده دهنده ضربه، معرفی خواهند شد. نهایتا در بخش های بعدی این نوشتار با معرفی روان سازها و کمک فرایندها تفاوت این سه گروه بررسی خواهد شد.

در مجموعه PVC ساختار شکننده ای دارد و هدف اصلی استفاده از ایمپکت مادیفایرها بهبود مقاومت ضربه قطعات تولید شده از این پلاستیک، بخصوص در تولید پروفیل های درب و پنجره و برخی از لوله و اتصالات است. میزان افزایش مقاومت ضربه قطعه تولید شده از PVC به نوع PVC و K value آن، نوع و مقدار افزودنی ایمپکت مادیفایر، حضور پرکننده یا فیلرها در فرمولاسیون، فرایند و کیفیت قطعه تولید شده بستگی دارد.

ایمپکت مادیفایرها را می توان در سه گروه اصلی زیر قرار داد:

• خانواده اکریلیک ها: مانند انواع MBS (Methacrylate Butadiene Styrene), AIM (Acrylic Impact Modifier), ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
• ایمپکت مادیفایرهای متفرق: مانند CPE (Chlorinated Polyethylene), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR (Acrylonitrile Butadiene Rubber)
• پرکننده ها: مانند کربنات کلسیم رسوبی و سیلیکات ها (هر چند اثر پر کننده ها در افزایش مقاومت ضربه مانند دو گروه بالا نیست و اثربخشی کمی دارند.)

با افزودن ایمپکت مادیفایرهای اکریلیکی، ساختار هسته – پوسته در PVC ایجاد می شود. میزان بهبود مقاومت ضربه مستقیما به نوع اکریلیک استفاده شده و مقدار مصرف آن بستگی دارد. ضخامت هسته و پوسته، نوع اجزای اکریلیک و مقدار استفاده تعیین کننده میزان افزایش ضربه پذیری هستند. درصد بهینه استفاده از ایمپکت مادیفایرهای اکریلیکی 3-5 PHR است.

CPE قدیمیترین ایمپکت مادیفایر استفاده شده در PVC است. درصد بهینه کلر موجود در CPE حدود 35% است و در مقادیر بیشتر مقدار بهبود مقاومت ضربه کاهش می یابد. برای دستیابی به مقاومت ضربه یکسان به مقدار بیشتری CPE در مقایسه با انواع اکریلیکی نیاز است (برای مثال مقاومت ضربه فرمول حاوی 5 PHR ایمپکت مادیفایر اکریلیکی برابر با مقدار مربوط به فرمول حاوی 13 PHR از CPE است.). CPE می تواند در کاربری هایی که نیاز به شفافیت دارند نیز استفاده شود و مقاومت خوبی در برابر شرایط جوی دارد.

EVA بهترین انتخاب برای کاربری هایی است که نیاز به شفافیت دارند، اما عملکرد بهبود دهندگی این گروه نیز به خوبی خانواده اکریلیک ها نیست.

از نظر مقاومت حرارتی نیز اکریلیک ها برتری نسبی در مقایسه با CPE و EVA دارند و چنانچه از CPE و EVA استفاده شود، بایستی مقادیر بیشتری از پایدار کننده حرارتی و جاذب اسید استفاده شود. تصویر زیر به صورت شماتیک تفاوت ساختار شیمیایی CPE و EVA را نشان می دهد.

درباره نویسنده

علی ابراهیمی

علی ابراهیمی فارغ‌التحصیل مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر در رشته مهندسی پلیمر است. وی از سال ۱۳۹۳ در گروه تحقیق و توسعه شرکت پلیمر پیشرفته دانا در حوزه توسعه محصول فعالیت می کند.
تولید محتوا در حوزه فناوری های مرتبط با دانش پلیمر و بررسی سیر توسعه کمپانی های کلیدی در این زمینه از علایق اوست.

See author's posts