Технологические добавки для других полимеров

13.08.2015

В последние годы усилился интерес к улучшению процесса переработки в расплаве с помощью ТД иных полимеров, кроме ПВХ. По-прежнему смазывающие технологические добавки применяются в полиолефинах. Ниже мы приведем примеры применения ТД для полимеров указанных типов.
Поливинилиденхлорид

Поливинилиденхлориды (ПВДХ) являются сополимерами с высокой прочностью и отличными барьерными свойствами, они используются в производстве многослойных листовых композитов и пленок для упаковки. Сополимеры имеют высокую степень кристалличности (от 40 до 50%) и температуру плавления между 160 и 170°С в зависимости от их состава. Сополимеры ПВДХ имеют значительно меньшую термостойкость, чем ПВХ, и очень быстро деструктируют в температурном диапазоне, необходимом для их переработки. Для уменьшения температуры переработки обычно в них добавляются пластификаторы, но результат достигается за счет ухудшения барьерных свойств. Паттерсон и Дункельбергер исследовали применение добавок на акриловой основе для задержки плавления аморфной фазы непластифицированного ПВДХ до того, как будет достигнута точка плавления кристаллической фазы. Такая задержка позволяет уменьшить общую тепловую предысторию с минимальным воздействием на другие важные свойства. Утверждается, что добавки способствуют поддержанию оптимальных барьерных свойств.
Поливиниловый спирт

Поливиниловый спирт (ПВС) производится в промышленности путем гидролиза поливинилацетата (ПВА). Промышленные изделия обычно содержат от 88 до 99 %вес. единиц винилового спирта. Высокогидролизованный ПВС имеет степень кристалличности до 30-40% и температуру плавления около 225 °С. Пленки, изготовленные отливкой из водного раствора, известны своими высокими барьерными свойствами. При нагревании и приложении механического напряжения в ПВС возникает процесс дегидратации, который может начаться при относительно низких температурах (120 °С). Поэтому экструзия чистого ПВС ведет к пожелтению материала, содержащего гель-подобные структуры. ПВС можно пластифицировать низкомолекулярными веществами, например, некоторыми диолами и гликолями, чтобы достичь определенной степени перерабатываемости в расплаве. Однако имеются серьезные проблемы с теплостойкостью. Сочетание низкомолекулярных углеводородов (масел и парафинов) с высокомолекулярными этиленовыми гомополимерами или сополимерами, соединяемых с добавлением пластификаторов, дает значительное улучшение течению расплава ПВС. ПВС можно экструдировать в таблетки ниже его температуры плавления посредством использования многоатомных низкомолекулярных спиртов (в количестве от 2 до 20% от состава) с параллельной нейтрализацией остатков катализатора ацетата натрия фосфорной кислотой. Эти таблетки затем можно превратить в пленку, листы и литые детали, хотя привлекательные барьерные свойства ПВС будут снижены.
Применение высокомолекулярных полимеров в качестве ТД для ПВС обеспечивают его переработку в расплаве, сохраняя жесткость и барьерные свойства полимера. Например, сополимеры, содержащие метилметакрилат с N-винилпирролидоном, N-виниллактамом, акриловыми эфирами, метакриловой кислотой или подходящими комбинациями перечисленных мономеров, показали способность создавать возможность обработки в расплаве сополимеров ПВС (при содержании от 50 до 90 %моль единиц винилового спирта). ПВС, содержащий не менее 80 %моль винилового спирта, можно перерабатывать в расплаве при добавлении от 2 до 20 частей модификатора типа сердцевина-оболочка. Хотя для получения промышленного выхода этих усилий пока недостаточно, в этой области имеется значительный прогресс.
Полиолефины: смазочные технологические добавки

Давно известно, что фторполимеры исключают распад расплава (образование акульей кожи) в полиэтилене и снижают кажущуюся вязкость полипропилена. Налипание ЛПЭНП на стенках канала также снижается полимерами на основе фторуглеродов. Эти смазывающие технологические добавки действуют, мигрируя к поверхности расплава. При этом они стимулируют проскальзывание смеси в канале, снижая как адгезию к металлу, так и разбухание экструдированного потока. Сведения о точном химическом составе и молекулярных весах этих фторполимеров в значительной степени конфиденциальны, но, в основном, они представляют собой сополимеры винилиденфторидгексафторпропилен, иногда смешанный с полиэтиленоксидом. Интересно, что все акриловые технологические добавки могут играть такую же роль, как фторуглероды, при экструзии пленок с раздувом из высокомолекулярного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). В патенте 1990 года указывается, что добавление примерно 0,1-0,8 %вес. технологической добавки в полимер позволяет получать высокоравнотолщинную пленку. Также сообщалось об уменьшении разрывов расплава.