Những ứng dụng chính của các chất phụ gia nhựa

Phụ gia nhựa là một loại chất hữu cơ/vô cơ phổ biến được thêm vào trong quá trình gia công nhựa nhằm cải thiện các đặc tính riêng của hạt nhựa ban đầu như độ cứng, tính dẻo, độ bền, độ dẫn điện, độ sáng, màu sắc,…Khác với chất độn nhựa, tỷ lệ của phụ gia nhựa xấp xỉ 1% tổng khối lượng. Tuy nhiên, nó đóng một phần quan trọng trong việc cung cấp các đặc tính mong muốn cho thành phẩm nhựa.

Tùy theo yêu cầu của thành phẩm mà các doanh nghiệp nhựa sẽ có những loại phụ gia phù hợp. Có rất nhiều loại phụ gia trên thị trường hiện nay như: phụ gia tăng trơn, bột tẩy quang học, phụ gia tăng tính ổn định, phụ gia chống tĩnh điện, phụ gia chống lão hóa,…

Xem thêm về các chất phụ gia ngành nhựa phổ biến tại đây: https://polychemvietnam.com/top-phu-gia-nganh-nhua-pho-bien-hien-nay/

1. Tác động của phụ gia đến tính chất nhựa

Việc thêm các phụ gia cụ thể có thể cải thiện đáng kể các tính chất của nhựa. Những thay đổi này cho phép nhựa hoạt động tốt hơn trong các môi trường khắc nghiệt khác nhau.

1.1. Tăng cường sức mạnh và độ cứng

Phụ gia nhựa đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường vật liệu nhựa. Các tác nhân gia cường như sợi thủy tinh và ống nano carbon tăng cường sức kéo và khả năng chịu tác động. Hơn nữa, các chất cải thiện khả năng chống va đập làm tăng độ bền và độ bền, giúp sản phẩm nhựa trở nên kiên cố hơn.

1.2. Đơn giản hóa quy trình chế biến nhựa

Việc định hình các sản phẩm nhựa đòi hỏi kiểm soát cẩn thận cấu trúc phân tử để ngăn ngừa các vấn đề như biến màu, dính vào khuôn, hoặc các khiếm khuyết trong sản phẩm cuối cùng. Phụ gia là rất quan trọng trong việc giải quyết những thách thức này, giúp quy trình chế biến nhựa trở nên dễ quản lý hơn.

Từ chai và túi đến khung cửa sổ và thiết bị điện tử, các sản phẩm nhựa khác nhau cần những phương pháp định hình khác nhau. Thông thường, hạt polymer được làm nóng chảy và tạo hình thông qua các kỹ thuật như ép đùn, tiêm hoặc thổi. Các phụ gia gọi là phụ gia quy trình giúp cải thiện khả năng chảy và pha trộn màu, trong khi các chất bôi trơn làm giảm độ nhớt, cho phép tạo hình phức tạp và giảm nhiệt độ chế biến. Các chất chống oxy hóa như các chất ổn định nhiệt bảo vệ nhựa khỏi tổn thương và phân hủy do nhiệt.

1.3. Cải thiện tính thẩm mỹ của nhựa

Điều gì thu hút chúng ta đến các vật thể bằng nhựa? Có thể là hình dáng, công dụng hoặc màu sắc của chúng. Việc tô màu nhựa thường sử dụng hai phương pháp: sơn/bình mực bề mặt sau khi tạo hình hoặc thêm màu sắc trong quá trình tạo hình. Khi các sắc tố được thêm trực tiếp, màu sắc trở thành một phần của nhựa, đảm bảo không bị phai màu hay mòn đi, mang lại cho các nhà thiết kế sự linh hoạt sáng tạo lớn.

Sắc tố, các hạt nhỏ hòa trộn vào các polymer nóng chảy, cho phép nhựa tương thích với các vật liệu khác như gỗ hoặc kim loại, tạo nên thiết kế liền mạch. Các phụ gia này cũng cung cấp cho các nhà thiết kế một phổ màu rộng, phục vụ cho các chức năng như chặn ánh sáng trong chai thuốc, báo hiệu nguy hiểm, hoặc cung cấp độ mờ trong các vật phẩm như bảng điều khiển và ống dẫn. Các sắc tố như carbon đen và titanium dioxide tạo ra màu sắc rực rỡ và đậm nét; carbon đen hấp thụ ánh sáng, trong khi titanium dioxide phân tán nó, tạo ra màu trắng sáng bóng, thường được sử dụng trong các sắc thái pastel khi kết hợp với các sắc tố khác.

1.4. Tăng cường an toàn cho nhựa

Thiết kế nhựa hiệu quả kết hợp tính an toàn của các vật liệu không thể vỡ với các tính năng sản phẩm có mục đích như các cạnh tròn, nắp đóng an toàn cho trẻ em và các dấu hiệu không bị xâm phạm. Phụ gia có thể nâng cao hơn nữa các khía cạnh an toàn này.

Hầu hết các loại nhựa, giống như các polymer tự nhiên như gỗ hoặc bông, đều là hữu cơ và có thể bắt lửa. Điều này gây ra rủi ro lớn trong một số ứng dụng nhất định, như các vật liệu xây dựng mà theo quy định phải chịu được sự bắt lửa và lan truyền lửa. Các phụ gia chống cháy đáp ứng nhu cầu này, như được thấy trong các băng tải PVC trong các mỏ than, nơi đã giảm thiểu hỏa hoạn và cứu sống nhiều người.

Phụ gia cũng cải thiện an toàn cho các thành phần nhựa trong ô tô, nơi mà các chất cải thiện khả năng chống va đập trong bảng điều khiển và cản giúp hấp thụ lực trong các vụ va chạm.

1.5. Tăng cường độ linh hoạt

Chất hóa dẻo, một loại phụ gia, làm tăng tính linh hoạt của nhựa bằng cách làm yếu đi các lực giữa các chuỗi polymer. Sự linh hoạt này làm cho nhựa phù hợp với nhiều ứng dụng hơn, bao gồm sàn vinyl, ống mềm, và cáp điện.

1.6. Cải thiện độ ổn định nhiệt

Các chất ổn định nhiệt là những phụ gia bảo vệ nhựa khỏi sự phân hủy do nhiệt độ cao, điều này có thể dẫn đến sự đổi màu, suy yếu hoặc chảy ra. Các phụ gia này đảm bảo độ bền và hiệu suất của nhựa, đặc biệt trong các ứng dụng như linh kiện ô tô và vỏ điện.

1.7. Tăng cường khả năng chống cháy

Các chất chống cháy làm tăng khả năng chống lửa của nhựa, giúp chúng an toàn hơn cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm xây dựng, điện tử và vận chuyển. Chúng hoạt động bằng cách ngăn chặn quá trình cháy, giảm sự lan tỏa của lửa và giảm thiểu khói phát sinh.

1.8. Thay đổi đặc tính bề mặt

Các phụ gia nhựa có thể cải thiện tính chất bề mặt của nhựa, nâng cao khả năng bám dính, tính kị nước hoặc khả năng chống trầy xước. Điều này khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, từ các bộ phận ô tô đến thiết bị y tế.

1.9. Giảm ma sát và mài mòn

Để giảm ma sát và mài mòn trong các thành phần nhựa, các chất bôi trơn và phụ gia chống mài mòn được áp dụng. Những phụ gia này tạo ra một rào cản bôi trơn giữa các bề mặt tiếp xúc, giảm ma sát và tăng cường độ bền của nhựa, đặc biệt trong các bộ phận chuyển động như bánh răng, hệ thống băng tải và ổ bi.

1.10. Tăng khả năng dẫn điện

Các phụ gia nhựa dẫn điện, như carbon đen hoặc các hạt kim loại, cho phép nhựa dẫn điện. Sự điều chỉnh này cho phép nhựa được sử dụng trong các lĩnh vực cần tính dẫn điện, như các bộ phận điện tử, bảng mạch và bảo vệ chống phóng tĩnh điện.

2. Các ứng dụng chính của phụ gia nhựa

Được sử dụng để cải thiện hiệu suất của nhựa, các phụ gia kéo dài tuổi thọ sản phẩm và tăng cường chức năng. Các lĩnh vực chính được hưởng lợi từ phụ gia nhựa bao gồm:

Ngành ô tô

Các phụ gia cải thiện khả năng chịu nhiệt, độ bền va đập và độ ổn định UV trong các bộ phận ô tô như bảng điều khiển, cản và nội thất, giúp chúng bền bỉ và an toàn hơn.

Xây dựng

Các chất chống cháy và ổn định UV được sử dụng trong các vật liệu xây dựng như mái, ống và cách nhiệt để tăng cường an toàn cháy, độ bền và khả năng chống thời tiết.

Điện tử

Các phụ gia dẫn điện và chống cháy đảm bảo an toàn và chức năng trong các vỏ điện tử, các linh kiện mạch và vật liệu bảo vệ chống tĩnh điện.

Bao bì

Các chất ổn định UV và chất chống oxy hóa trong bao bì thực phẩm bảo vệ sản phẩm khỏi tia UV và oxy hóa, giữ cho sản phẩm tươi ngon và kéo dài thời gian sử dụng.

Thiết bị y tế

Các phụ gia chống vi khuẩn và ổn định đảm bảo độ bền và an toàn của nhựa y tế được sử dụng trong các thiết bị, ống và containers.

Vải và dệt may

Các chất hóa dẻo và phẩm màu mang lại sự linh hoạt và màu sắc sống động cho sợi tổng hợp, nâng cao sự thoải mái và vẻ ngoài trong quần áo và bọc ghế.

Hàng hóa ngoài trời và thể thao

Các chất ổn định UV và phụ gia tăng cường va đập kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm như đồ nội thất, thiết bị vui chơi và dụng cụ thể thao dưới ánh nắng mặt trời và sự sử dụng khắc nghiệt.