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行業知識
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    塑料添加劑全球需求增長5.7% 未來前景良好
    2019-03-06

    根據Ceresana的研究數據,2017年全球對塑料添加劑的需求大約為3330萬噸,2016年為3150萬噸,同比增長了5.7%。其中一半以上塑料添加劑產自亞太地區。北美和西歐則落後一大截。

    由於塑料在大多數情況下更為輕便實用,它們越來越多地取代其它材料,如木材或金屬等。因此,未來幾年,塑料添加劑的需求將會繼續增加。

     

    主要消費驅動力:建築行業

     

    基於其更安全、更可靠、更輕便及經濟實惠的優勢,塑料在各個行業的應用越來越廣泛,尤其是用於建築行業:塑料越來越多地成為建築物隔熱器件等的首選。

     

    建築行業對材料的要求必須符合多個層麵的標準,例如效率、質量、環保和防火等。因此,在全球所有應用領域中,建築行業是使用塑料添加劑最多的應用領域。

     

    使用塑料添加劑第二多的領域是包裝行業。由於塑料包裝輕便易攜、可微波加熱及外形美觀,使其變得越來越流行。與此同時,使用塑料包裝還可以容易地辨別包裝物並且可以長期保持產品品質和風味。

     

    另外,汽車製造行業和電子電器行業也是塑料消費的重要行業。

     

    最多地用於PVC

     

    由於聚氯乙烯(PVC)是一種脆質、堅硬的白色材料,因此,在全球範圍內,這種塑料類型使用了最多的添加劑,以使其能夠適合各種應用。

     

    迄今為止,PVC製造商是最大的增塑劑消費者,增塑劑使塑料變得更柔軟、更靈活、更光滑及更有彈性。舉個例子,增塑劑用於電纜料和地板製造的材料。

    最多使用的是填料

     

    全球超過50%的塑料添加劑是填料。增塑劑和顏料則位居第二和第三。 2017年,超過1760萬噸的填料被用於塑料。

     

    通常而言,低成本的填料增加了材料混合物的體積卻不會改變其主要特性。 另外,滿足個別客戶實際性能需求的高填充塑料的生產也不斷上升:它們含有高達85%的填料,具有超卓機械性能,並且在大多情況下比傳統材料更具成本效益。

     

    據了解,添加劑是指分散在塑料分子結構中,不會嚴重的影響塑料的分子結構,而能改善其性質或降低成本的化學物質。添加劑的加入,能促使塑料改進基材的加工性、物理性、化學性等功能和增加基材的物理、化學特性。

     

    對塑料添加劑的主要要求是:①高效:在塑料加工和應用中能有效地發揮其應有的功能。添加劑的選用應依據配混料的綜合性能要求。②相容性:能與合成樹脂較好地相容。③持久性:在塑料加工和應用過程中不揮發、不滲出、不遷移、不溶出。④化學穩定性:在塑料加工和應用過程中不分解,不與合成樹脂及其他組分發生化學反應。⑤無毒:對人體無任何毒性作用。⑥價格低廉。

    塑料添加劑主要的分類:

     

    1、抗氧化劑(Antioxidant)塑料中的不飽和雙鍵受氧原子、熱與光的侵襲而引起斷裂產生自由基,由此引起連鎖反應,使分子鏈斷裂或形成鏈交聯,而導致塑料成品的強度降低或變脆。抗氧化劑的功能就在於延緩塑料因氧化而分解,延長塑料產品的壽命。

     

    塑料工業所用的抗氧化劑依功能可區分為:

     

    (1)氧化連鎖反應抑製劑:如烷基酚(Alkyl phenol)、丁基化基甲苯(Butylated hydroxytoluene簡稱BHT)、芳香胺類(Aromatic amines)、苯基–B-耐胺(Phenyl–B-Naphthylamine)、烷對錕(Alkyl Quinone)、烯基雙酚(Alkylene bisphenol)、烷基酚硫醚(Alkyl phenolthioether)、水楊酸苯指(Phenyl salicylate)等。

     

    (2)過氧化物分解劑:如劉醇急硫醚係、硫丙酸酯(Thio propionate ester)、有機亞磷酸化合物(Organic phosphites)、二硫磺酸鹽係等。

     

    (3)重金屬不活性化劑:如酰胺化物、聯氨化物、芳香族胺係化合物等。

     

    2、抗靜電劑(Antistatic agent)抗靜電劑的主要功能是賦予塑料產生導電性,以使其避免因摩擦而造成靜電的積存。常用的抗靜電劑有四級銨鹽(Quaternary ammonium salt)、乙氧化胺類、脂肪酸酯類與磺化臘類(Sulfonated wax)等。

     

    3、發泡劑(Blowing agent)塑料用發泡劑主要有三類:

     

    ①氮氣、二氧化碳、及空氣,直接壓入塑料熔膠中使發泡;

     

    ②揮發性液體如丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷等,在升溫後即揮發膨脹,而使塑料體發泡,常見的聚苯乙烯泡綿即屬於這類型;

     

    ③分解性化學發泡劑,這類發泡劑一般為固體粉末,它們在加熱時即分解放出氣體(通常為氮或二氧化碳),而使塑料產生細胞狀結構,並減輕重量。該類發泡劑多為有機的偶氮化合物,如偶氮雙甲酰胺(Azodicarbonamide)、偶氮雙異丁晴(Azobisisobutyro-nitrile簡稱AIBN)。發泡的塑料主要有:ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE、PP等。

     

    4、阻燃劑(Flame retardant)當添加難燃劑的塑料暴露於火焰時,能自行抑製火焰的蔓延,防止煙霧的形成,當火焰去掉時燃燒便會停止。塑料使用的難燃劑原理大致可分三種:

     

    (1)反應型(Reactive type)的難燃劑可與氧反應形成惰性氣體,籠罩在燃燒物四周,降低燃燒物氧氣含量,以達到終止燃燒的目的。凡是燃燒時能產生CO、CO2、NH3及鹵素化合物,如PVC、PU泡綿、聚酯或環氧樹酯等均選用本法。

     

    (2)非反應型(Non-Reactive type)的難燃劑是含有鹵素、磷、氮或硼的化合物,當發生燃燒時,就能分解出一種惰性物,披蓋在塑料燃燒物表麵,形成一層障礙物,以隔絕外界之氧氣,達到耐燃之目的。

     

    (3)含水氧化物如氧化鋁的難燃劑遭遇燃燒時,可放出水氣,吸收燃燒過程之熱氣,使燃燒物周圍溫度降低而達抑製火焰的蔓延,防止煙霧形成。

     

    5、潤滑劑(Lubricant)滑劑可分為內部滑劑與外部滑劑,內部滑劑最主要的功能是改善樹脂的內流動性,減少樹脂分子鏈間的內摩擦,如脂肪酸脂類(硬脂酸單甘油酯);外部滑劑在降低樹脂對加工機械之黏著,並提高產品表麵的光滑易於脫模,如Hoechst Wax。

     

    6、耐衝擊改質劑(Impact modifier)耐衝擊改質劑通常是具有特殊性的樹脂以混煉(Compounding)方式添加,而改善塑料的耐衝擊性。耐衝擊改質劑常常影響到塑料的耐熱性、流動性或加工性,選擇時必須慎重。

     

    7、增塑劑(plasticizer)絕大部分合成樹脂具有可塑性,但可塑性的大小卻不相同,為了使樹脂易於塑化和賦予製品柔軟性,一般在樹脂中加入一些低分子物質,這些低分子物稱為增塑劑。增塑劑是液體或低熔點物質,與樹脂應有較好的混溶性。常用的增塑劑由鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等。

     

    8、著色劑(coloring agent)是為了美化和裝飾塑料而在物料中加入的含色料的添加劑稱為著色劑。

     

    9、填料(filling material)是加於塑料的配合料中以降低成本,有時也可增進塑料的物理性能,如硬度、剛度及衝擊強度的相對惰性的物質稱為填料。最常用的填料由粘土、矽酸鹽、滑石、碳酸鹽等。

 
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