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塑料助剂的发展方向
随着塑料制品市场的成长,对塑料助剂的要求也在不断提高,使其在品种、质量、技术含量、应用领域等方面呈现新的发展趋势,绿色、复合、细化等热点引人瞩目。

安全环保是发展方向

人们生活质量的提高,对卫生、安全和环保提出了更新更高的要求,此方面的法规亦日益严格,这使无毒、无公害成为塑料助剂发展的重点。如在塑料制品中使用的含卤阻燃剂,在材料燃烧时释放出大量含卤气体,不仅造成环境污染,还对人身安全造成极大危害,回收十分困难。因此,降低阻燃剂毒性以及开发无毒阻燃剂的呼声越来越高,很多国家已立法明确禁止含卤阻燃剂的使用,于是非卤素阻燃化合物应运而生。

目前最常用的无卤阻燃剂是磷(磷酸酯)系阻燃剂。而另一种构造主体为二甲基硅氧烷,作为PC用阻燃剂的硅酮系阻燃剂也已在日本电器行业被开发出来。此类新品因具有阻燃性和成型性佳、安全性高、环保效果好的特点而迅速占领市场。此外,无机新型阻燃剂也成为各国致力研究的目标。总之,无公害、绿色环保已成为各国阻燃剂发展的最重要方向。

多功能化成研究热点

在加工过程中,塑料制品往往需要添加多种助剂来实现多种功能,但这往往使塑料的加工性能下降、加工程序复杂。因此,开发带有多种复合功能的助剂就成了业界研究的热点。通过把多种助剂的功能附加在一种“综合助剂”身上,或者是把多种助剂以合适的配比打成一个“复合包”,助剂就实现了包括抗氧性、稳定性、耐老化性等于一体的综合性能,使用起来十分方便,因此是市场上最受欢迎的品种,国外各大助剂公司对此趋之若骛。

例如塑料抗氧剂以受阻酚为主,另外还有亚磷酸酯类化合物及二者复配品,通常包括酚类抗氧剂、磷类和硫类辅助抗氧剂以及金属离子钝化剂等。近年来,国外硫类抗氧剂的开发速度放慢,许多公司把重点转移到主剂和辅剂复合使用的开发,以实现产品分子量高、热稳定性好、不污染、不变色的特点。而塑料包装业特别是用于食品和医药包装的塑料生产厂商,对维生素E类抗氧剂表现出极大兴趣,维生素E的有效成分为α-生育酚(ATP),不仅具有极高的抗氧活性,而且可以消除或降低塑料包装材料内的异味。在其他类型的助剂中,主要用于降低塑料制品表面电阻、消除表面静电的抗静电剂,目前国外在耐久、耐热、功能性、阻燃性和透明性等方面都有较大提高,品种已形成系列化。国外抗冲改性剂在综合性能优良的ACR(丙烯腈-苯乙烯共聚物)以及MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)中的用量迅速增加,另外,还有一些功能助剂也已开始形成市场规模,如发泡剂、润滑剂、着色剂、偶联剂、生物抑制剂、防雾剂、增强剂和填充剂、成核剂、降解剂等,尽管需求量还相对较少,但发展前景不容忽视。

因对技术水平要求较高,因此国内企业目前还鲜见生产“复合包”。不过,由中科院院士、四川大学教授徐僖主持研究的用于聚氯乙烯自增塑和阻燃抑烟技术,为我国的复合助剂研究开启了新的篇章。这项拥有自主知识产权的尖端技术,创造性地将聚氯乙烯自增塑和增强增韧有机结合起来,用力化学技术解决了聚氯乙烯加工难的问题,同时还改善了聚氯乙烯阻燃抑烟性能、力学强度和韧性,具有较好的经济效益。

规格细化成流行趋势

在塑料助剂向综合型、复合型发展的同时,每种助剂本身的规格呈现出越来越细化的发展趋势。塑料工业的发展,塑料树脂牌号的增加,成型加工技术的进步和应用领域对制品性能要求的提高,极大地促进了塑料助剂门类的扩大和规格的细化。

如抗氧剂产品结构上依然是受阻酚类居多,使用的烷基酚却是各异,故其所赋予的抗氧剂性能大不相同,互相无法取代,这大大丰富了产品规格,分子结构也从单一分子向聚合性大分子发展,反映出其发展趋势。光稳定剂生产工艺日趋完善,各品种特性细分,难以替代,多种规格配合使用的良好效果使单一产品难望其项背。用于长效农膜生产的光稳定剂正朝着高分子量、多官能团化、非碱性与反应型方向发展。其中,受阻胺光稳定剂(HALS) 具有高效、多功能、无毒等优点,已成为21世纪光稳定剂发展方向。光引发剂随着用量的显著增多,种类早已从最初的过氧化物、偶氮二异丁氰等化合物中衍生出大量新品,在α-羟基酮之后, ITX、907等被市场广为接受,将是极具潜力的塑料助剂。

国外助剂生产趋向大型专用化

现在一些应用广泛的助剂,如增塑剂、热稳定剂等,由于市场需求的不断增加,生产规模不断扩大,技术开发也向着生产大型化、产品专用化发展。

增塑剂是世界产量和消费量最大塑料助剂之一,包括邻苯二甲酸酯(DOP)、脂肪族二元酸酯、磷酸酯环氧化合物、偏苯三酸酯、石油酯、含氯增塑剂和聚合增塑剂等,目前国外的研究重点是开发具有特殊性能和用途的增塑剂。在工艺方面,目前国外已废除了无催化剂工艺,只采用酸性和非酸性两大催化剂体系;在产品方面,占主导地位的DOP已趋向于大型化生产,并且开发出电气绝缘级、食品包装级、医药卫生级等专用品种。如德国巴斯夫公司开发的环保增塑剂可用于食品包装、医用设备和玩具,美国和日本开发的新型增塑剂不仅无毒、无臭,并且耐油、耐萃取及耐迁移性良好。热稳定剂是塑料助剂的重要组成部分,专用于聚氯乙烯制品的加工,防止树脂在受热时引发的老化降解现象。目前,全世界热稳定剂的消费总量已达30万吨/年,其中铅盐、复合金属皂、有机锡等传统的热稳定剂品种仍然在PVC热稳定剂市场占主导地位。不过美国历来对铅盐毒性问题比较重视,其热稳定剂的构成中有机锡的比例较高。近来,美国推出的固体钙/锌稳定剂,可用于90℃、105℃两种温度的电缆护套和绝缘材料,具有良好的性价比;OMG公司开发出一种可大大提高产品中金属含量的独特技术,大大提高了产品的热稳定性。

美国AMI 咨询公司最新研究分析报告指出,2009年前中国塑料市场需求仍将保持全球最快增速。受中国强劲需求刺激, 2009年前全球聚乙烯市场将以年均4.4%的速度增长,聚丙烯市场将以年均5.1%的速度增长。随着这些原料消费的快速增长,全球对塑料助剂的需求必将全面增长,国内助剂用量也将迅速增长。如何在塑料助剂的绿色、复合、细化等方面与国外塑料助剂缩短距离,是摆在国内塑料助剂企业面前的新课题。

 
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