Phụ gia nhựa là gì? Tầm quan trọng của additives trong ngành sản xuất nhựa

Phụ gia nhựa là nguyên liệu không thể thiếu để mang lại thành công cho những sản phẩm nhựa. Một sản phẩm nhựa không chỉ cần loại nhựa nền tốt, màu sắc đẹp, mà còn cần những loại phụ gia khác nhau để cải thiện và bổ sung nhiều tính năng. Nếu không, sản phẩm nhựa đó có thể sẽ không đạt tiêu chuẩn, hoặc không thoả mãn nhu cầu của người tiêu dùng.

Vậy phụ gia nhựa là gì? Additives là những loại hợp chất, đơn chất vô cơ hoặc hữu cơ, có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc tổng hợp. Chúng sẽ làm thay đổi tính chất hoặc bổ sung những đặc tính mới cho nhựa nguyên chất. Tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm đầu ra, nhà sản xuất sẽ trộn hạt nhựa với các additive masterbatch theo tỷ lệ nhất định rồi cho hỗn hợp nguyên liệu. Trải qua quá trình gia công như đúc, nén, ép…hỗn hợp ban đầu được tạo ra hình dáng sản phẩm theo ý muốn.

Các loại phụ gia khác nhau khi phối trộn với hạt nhựa sẽ mang đến cho nhựa những tính chất khác nhau, như tăng độ dai, cách điện tốt, tạo độ bóng…Thêm hạt phụ gia vào nhựa không những giúp đồ dùng nhựa nhẹ hơn về khối lượng, mà màu sắc cũng được cải tiến hơn, chất lượng đến tay người dùng cũng đảm bảo hơn. Đó là lí do mà 90% đồ dùng nhựa trên thế giới đều có sử dụng phụ gia, vì cơ bản nhựa nguyên chất không có sẵn những đặc tính như dai, bền, cứng…mà phải kết hợp thêm phụ gia thì mới có thể sử dụng bền lâu khi tiếp xúc với những điều kiện khắt khe của môi trường xung quanh.

Khó có thể tưởng tượng một cuộc sống nếu không có đồ nhựa thì sẽ thế nào. Và cũng vì ngành nhựa rất quan trọng đối với chúng ta mà những ngành phụ trợ như sản xuất masterbatch phụ gia cũng sẽ phát triển lâu dài song hành cùng nó.

7 loại phụ gia nhựa phổ biến với những đặc tính khác nhau

Từng loại phụ gia nhựa khác nhau sẽ bổ sung những đặc tính khác nhau cho nhựa như tăng độ dai, giữ màu, cách điện, tạo độ bóng…Có loại phụ gia chỉ thêm 1 tính năng nhưng cũng có loại thêm được 2 tính năng hoặc nhiều hơn.

Phụ gia nhựa được xem như chất bôi trơn cho nhựa

Có 2 loại phụ gia nhựa tăng bôi trơn:

Chất bôi trơn nội: hạn chế sự ma sát giữa các mạch hay các đoạn mạch cao phân tử của nhựa và ngăn nhựa nóng chảy dưới xúc tác của nhiệt.
Chất bôi trơn ngoại: ngăn sự bám dính giữa chất dẻo với bề mặt trong nòng xylanh, bề mặt trục vít và khuôn trong quá trình bơm nhựa vào khuôn.

Để tạo ra được những additive masterbatch bôi trơn, ta có thể sử dụng các nguyên liệu: rượu béo, acid béo, xà phòng kim loại, paraffin, các polyetylen phân tử thấp.

Phụ gia nhựa có tính hoá dẻo để nhựa mềm dẻo hơn

Loại phụ gia nhựa này có tác dụng làm cho hỗn hợp nhựa đầu vào dễ dàng chảy đầy khuôn, làm cho cấu tạo mạch polymer linh hoạt hơn và dễ nóng chảy khi gia nhiệt.

Để tạo ra additive masterbatch có tính hoá dẻo, ta có chất hóa dẻo chính và chất hóa dẻo phụ.

Chất hóa dẻo chính: những loại ester của acid hay của rượu, những acid có vòng (Terephtalic, benzoic) hay thẳng (Adipic, Azelaic,…) còn những rượu có thể là monohydric hay polyhydric.

Chất hóa dẻo phụ: các dầu thơm và dầu béo paraffin clorua hóa và ester.

Phụ gia nhựa tăng tính ổn định cho nhựa để tránh hư hại cho sản phẩm cuối

Phụ gia nhựa tăng tính ổn định bao gồm các loại ổn định nhiệt, ổn định tia tử ngoại,… giúp cho nhựa không bị thiệt hại trong quá trình gia công.

Phụ gia ổn định nhiệt chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và mềm, hoạt động để bảo đảm chất dẻo ổn định, không bị phân huỷ khi gia công ở nhiệt độ nóng chảy. Để tạo ra additive masterbatch có tính ổn định nhiệt thì ta có thể sử dụng các chất hữu cơ như muối, cadmium, calcium, kẽm…

Phụ gia ổn định tia tử ngoại, còn được gọi là anti-UV additives, sử dụng hydroxybenzo, ester của acid Acrylic, hydroxyphenyl, benztriazoles,… để bảo vệ chất dẻo khi ở ngoài trời phải tiếp xúc với ánh nắng mặt trời lâu ngày.

Phụ gia chống lão hoá cho sản phẩm nhựa (Anti-aging additives)

Phụ gia chống lão hoá có khả năng mỡ rộng khoảng nhiệt độ giới hạn cho chất dẻo, tăng tuổi thọ của nhựa lên nhiều lần nhờ vậy thời gian sử dụng cũng lâu hơn. Phụ gia này hoạt động bằng cách làm chậm quá trình phát triển phản ứng do oxygen hay proxide tác dụng vào.

Anti-aging additive masterbatch sử dụng nguyên liệu là 2 loại chất chống lão hóa gồm Phenonic, Amine, hỗn hợp chứa chất lưu huỳnh hay phosphor.

Phụ gia nhựa chống tĩnh điện giúp thành phẩm ít bám bụi bẩn (Anti-static additives)

Phụ gia nhựa chống tĩnh điện (Anti-static additives) sử dụng các hoạt chất khử tĩnh điện như muối vô cơ, rượu polyhydric…sẽ làm giảm điện tích giữa bề mặt màng với các bề mặt khác để bảo đảm an toàn cho quá trình sản xuất. Đồng thời giảm thiểu tối đa việc hút, dính bụi khi vận chuyển, trưng bày sản phẩm.

Phụ gia chống cháy bảo đảm an toàn trong quá trình sử dụng đồ nhựa

Phụ gia nhựa chống cháy hoạt động theo cách ngăn cản oxygen trên bề mặt nhựa tiếp xúc với lửa hoặc sức nóng bằng cách tạo ra một lớp bề mặt bảo vệ.

Nguyên liệu cho các masterbatch phụ gia chống cháy có 2 loại: tác dụng vật lý và tác dụng hoá học, thường chứa các nguyên tố Aluminium, antimony, boron, brom, fluor, molibden, sulfur, nitrogen và phosphor.

Phụ gia giúp tăng độ xốp cho sản phẩm nhựa

Phụ gia tạo xốp là giải pháp tạo ra những lỗ xốp bên trong mà các nhà sản xuất sử dụng để giảm khối lượng, giảm lượng nhựa sản xuất nhưng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sản phẩm đầu ra sẽ được cải thiện tính cách nhiệt và cách âm, tăng độ bền cấu trúc nhựa, giảm thiểu hiện tượng co rút và lồi lõm trên bề mặt nhựa.

Additive masterbatch tăng xốp cho nhựa có 2 loại dựa theo loại chất tạo xốp:

Chất taọ xốp vật lý: khí nén nitrogen không khí, CO2 dạng lỏng như những hydrocacbon béo mạch ngắn
Chất taọ xốp hóa học: azodicabonamide (ADC), azisobutylric, benzene, sullfonyl hydazide.

Phụ gia khử mùi nhựa để không làm người tiêu dùng cảm thấy khó chịu

Phụ gia khử mùi dùng trong các sản phẩm có khả năng tái chế như đồ chơi trẻ em, túi đựng thực phẩm, văn phòng phẩm, ống nhựa,…

Các loại nhựa tái chế hoặc ngay cả nhựa nguyên sinh nếu không có loại masterbatch phụ gia này thì sẽ tạo ra sản phẩm có mùi hôi do các hóa chất trong quá trình sản xuất sẽ giải phóng ra NH3, 2H4, H2S,…