Wirkung
Einflüsse wie Wärme, hohe Scherkräfte, UV-Strahlung oder chemische Angriffe sind in der Lage, die empfindlichen Bindungen in den Polymerketten zu spalten. Durch den Bruch der Polymerkette entstehen hochreaktive "freie Radikale", die Sekundär-Reaktionen eingehen. Die in diesen Reaktionen gebildeten Radikale sind in der Lage, weitere intakte Polymerketten zu schädigen. Letztlich verursacht die Spaltung einer einzigen Polymerbindung sechs reaktive Zentren, die weitere Polymerketten spalten können. Eine Kettenreaktion, die sich selbst beschleunigt und so lawinenartig innerhalb kurzer Zeit zu einem rapide verlaufenden Abbau der Polymere führt.
Die Schädigungen beginnen bereits bei der Verarbeitung. Sie zeigen sich z.B. bei Polypropylen zunächst durch die Zunahme des Schmelzindexes. Bei Polyethylen und seinen Copolymeren tritt eine Vernetzung auf, es bilden sich sog. Gels. Im fertigen Kunststoffteil zeigt sich die Schädigung zunächst durch Glanzverlust und eine gelbliche Färbung, die mit der Zeit ins Braune umschlägt. Die Gebrauchseigenschaften des Kunststoffteiles lassen nach. Es kreidet aus, wird spröde und verliert seine mechanischen Eigenschaften. Der Abbau kann bis zum totalen Zusammenbruch des Polymergerüstes führen. Es bleibt nur noch ein dunkelbraunes Pulver übrig.
Wirkstoffe
Es ist notwendig, in diesen Kreislauf einzugreifen und den Prozess der Zerstörung zu unterbrechen. Diese Aufgabe fällt den Antioxidantien oder Thermo-Stabilisatoren zu. Gebräuchliche Antioxidantien werden entsprechend ihres Wirkprinzips in zwei verschiedene Klassen unterteilt:
Radikalfänger: Sterisch gehinderte Phenole und sterisch gehinderte Amine.Sie werden als primäre AO bezeichnet, da sie in den ersten Schritt der Polymerzerstörung eingreifen und die Radikale deaktivieren.Hydroperoxidzersetzer wie Phosphite, Phosphonite und Thioester:
Sie werden als sekundäre AO bezeichnet. Ihre Aufgabe ist es, dort wo Peroxide oder Hydroperoxide entstanden sind, einzugreifen und diese ohne weiteren Schaden zu deaktivieren.
Anwendungen
Für alle gängigen Anwendungen wie Spritzguss, Platten-, Profil-, Folien-, und Faser-Extrusion sowie Blasformen stehen entsprechende Masterbatche zur Verfügung:- Verarbeitungs-Stabilisierung z.B. bei Mehrfachverarbeitungen
- Langzeit-Thermo-Stabilisierung z.B. für Automobilanwendungen
- Metalldesaktivatoren z.B. für Kupferkabelummantelungen
- Spezialstabilisierungen wie z.B. Laugenstabilisatoren oder "Shut-Down"-Konzentrate
In den CORDULEN ® AO-Masterbatchen sind Wirkstoffe synergistisch miteinander kombiniert bzw. auf Spezialanwendungen optimiert. Die Unterschiede, durch die sich moderne AO-Systeme gegenüber den Standardprodukten qualifizieren, liegen in deutlich höheren Aktivitäten oder in ihren auf den jeweiligen Einsatz abgestimmten Eigenschaften.
- thermodynamische Reaktivität:
- geringe Aktivierungsenergie und damit hohe Aktivität ohne vorzeitigen Verbrauch
- Selektivität:
- möglichst breites Wirkungsspektrum, um universell wirksam zu sein oder
- optimale Adaption auf spezifische Anwendungen.
- möglichst breites Wirkungsspektrum, um universell wirksam zu sein oder
- Migrationsverhalten:
- chemische Modifikation der AO ermöglicht Optimierung auf spezifische Polymere oder spezifische Anforderungen
- Stabilität:
- gegen Hydrolyse oder gegen Wechselwirkungen mit anderen Additiven
- der Endprodukte nach der Wirkungsentfaltung (Gasfading / Kreidung durch unlösliche Abbauprodukte wie z.B. Phosphorsäure)
- Verteilung / Dispersion:
- optimaler Schutz bei geringerer Dosierung
Schmelzestabilisierung von PP bei Mehrfach-Extrusion
Die Weiterentwicklungen im Bereich der Thermo-Stabilisatoren finden in CORDULEN ® AO-Masterbatchen der Nemitz Kunststoff-Additive GmbH ihren konsequenten Einsatz, egal ob es sich um effiziente Standard-Stabilisierungen handelt oder um individuelle Lösungen für spezifische Problemstellungen.
Die Abbildung vergleicht die Wirkung unterschiedlicher Stabilisierungen von PP bei Mehrfach-Extrusion. Der Anstieg des Schmelzindex zeigt den Abbau des Polypropylens durch Temperatur- und Scherbeanspruchung bei der Verarbeitung. Je höher der Zerstörungsgrad umso höher steigt der MFI.
Polymere
Unsere Masterbatche eignen sich je nach verwendetem Trägerpolymer für folgende Anwendungen:- PE-LD, PE-HD, PE-LLD sowie Copolymere und Mischungen daraus
- PP-Homo, PP-Copo, PP-Random
- EVA, EBA, Uni
- PA 6, PA 6.6, PA 11, PA 12
- PS und Styrolcopolymere (z.B. ABS, SAN)
- PC
Lebensmittelkontakt
Die Wirkstoffe haben im Allgemeinen innerhalb der üblichen Dosierung eine Zulassung laut BfR. Die einzelnen Daten sind den Produktinformationsblättern zu entnehmen. Zulassungen anderer Behörden, speziell FDA- und EG-Zulassungen, liegen in den meisten Fällen ebenfalls vor und können im Bedarfsfall erfragt werden.
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