Polimerek adalékanyagai Dr. Tábi Tamás

Átírás

1 Polimerek adalékanyagai Dr. Tábi Tamás Szeptember 30.

2 Mi is az a polimer és a műanyag? Polimer: Olyan hosszúláncú vegyület (makromolekula) amelyben sok ezer építőegység kapcsolódik össze egymással. Lehet természetes, mint például a keményítő vagy a cellulóz vagy pedig mesterséges. Műanyag: Adalékanyagokkal társított mesterséges polimer. Az adalékanyagok hozzáadása azért szükséges a polimerhez, hogy tovább javítsuk az előnyös és kiküszöböljük a hátrányos tulajdonságokat. Sok esetben egy adaléknak több tulajdonságra is hatása van (pl. a lágyítók sok esetben csúsztatók is; a korom, amely a fekete színt biztosítja egyben UV stabilizátor, elektromos vezetőképesség növelő és erősítő adalék is). Az adalékanyagok funkciója lehet: - Tulajdonság-módosítás, - Feldolgozás-javítás, - Árcsökkentés.

3 Polimerek adalékanyagai Árcsökkentő adalékanyagok: - Töltőanyagok Feldolgozás-javító adalékanyagok: - Lágyítók, - Csúsztatók (formaleválasztók). Tulajdonság-módosító adalékanyagok: - Töltőanyagok, - Lágyítók, - Erősítőanyagok, - Színezékek, - Fehér és fekete pigmentek, - Stabilizátorok (Antioxidánsok, UV stabilizátorok, hőstabilizátorok, hidrolízis), - Égésgátlók, - Habosítók, - Ütésállóság-növelők, - Tapadásgátlók, - Bomlást elősegítők, - Kompatibilizálók, - Antisztatizálók (antisztatikumok),

4 Polimerek adalékanyagai Tulajdonság-módosító adalékanyagok: - Gócképzők (átlátszóság növelők), - Zsugorodáscsökkentők, - Anti-bakteriális, - Gázzáró-képesség növelők, - Páralecsapódás csökkentők, - Elektromos vezetőképesség növelők, - Hővezető-képesség növelők, - Savmegkötők (sósav-akceptorok), - Optikai fehérítők, -

5 Töltőanyagok

6 Töltőanyagok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Általában az ár csökkentése, de emellett célzott tulajdonságmódosítás is megvalósítható segítségükkel. Ilyen lehet pl. merevség, keménység, vegyszerállóság, hő-, vagy elektromos vezetőképesség, hőállóság, gázzáróképesség növelése, zsugorodás egyenletesebbé tétele (vetemedés csökkentése), tömegcsökkentés. Egyes töltőanyagok akár a szilárdságot, vagy az ütésállóságot is növelhetik. Mivel nagyobb a hővezetésük a polimereknél, így az ömledékben javítják a hővezetést, és így kisebb ciklusidő érhető el. A töltőanyagok hajlamosak ugyanakkor aggregátumokat képezni (sok szemcse összetapad), amely aggregálódási hajlamot leginkább a szemcseméret, a felületi feszültség és a feldolgozás közbeni nyíróerők befolyásolják. A töltőanyagok tulajdonságmódosító hatása jelentősen eltérhet a szemcseméretük következtében (többféle szemcseméretben kaphatóak). Sztearinsav bevonattal szokták ellátni, hogy növeljék az adhéziót. Jelenlegi fejlesztések: Többfunkciós adalékanyagok, amelyek egyszerre növelik a merevséget, UV állóságot, hőállóságot, hő-, és elektromos vezetőképességet, méretstabilitást (zsugorodást egyenletesen csökkentik), és egyben égésgátlók.

7 Töltőanyagok Adalékanyag Az alkalmazás célja Leggyakoribb felhasználás Kréta-mészkő merevségnövelő, árcsökkentő általános Kvarcliszt merevségnövelő, hővezetés javító, kedvező elektromos EP tulajdonság javító Kaolin árcsökkentő, vegyszerállóság- és elektromos tulajdonság UP, termoplasztok javító Talkum merevség-, hajlítószilárdság-, hővezetés-, hőállóság PE, PP növelő Csillám elektromos szigetelés-, hőállóság-, gázzárás növelő termoplasztok Perlit merevségnövelő, fajlagostömeg-csökkentő duroplasztok Üveggyöngy merevségnövelő termo- és duroplasztok Üreges üveggyöngy merevségnövelő, fajlagos tömegcsökkentő termo- és duroplasztok Üvegszál (paplan szövet) vázanyag UP, EP, PA, PS, ABS Azbeszt (por, szálasanyag) hő- és vegyszerállóság növelő UP, EP, termoplasztok Bárium-szulfát fajlagos tömeg növelő, hangtompító PVC Alumínium-oxid merevség-, hő- és elektromos vezetésnövelő termoplasztok Cink-oxid időjárásállóság növelő termoplasztok Korom (szénszál) szilárdság- elektromosvezetés növelő gumik, termoplasztok Grafit (por, szálasanyag) elektromos vezetésnövelő, csúszásjavító termoplasztok Cellulózőrlemény szilárdságnövelő PF, UF, MF Faliszt szilárdságnövelő PF, UF, PP Szintetikus szálasanyagok vázanyagok duroplasztok

8 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok

9 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Aerosil (üveggyöngy) Legfőbb funkció: Tömegcsökkentés, jobb folyóképesség, megnövelt vegyszerállóság, zsugorodást egyenletesebbé teszi (vetemedés csökken)

10 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Krétapor Legfőbb funkció: Árcsökkentés, merevség növelés (leginkább PVC-ben használják), fehér pigment, ciklusidő csökken (10-40%-ban)

11 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Talkum Legfőbb funkció: Merevség, ütésállóság, hőállóság növelés, gócképző, zsugorodást egyenletesebbé teszi (vetemedés csökken)

12 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Titán-Dioxid Legfőbb funkció: Merevségnövelés, fehér színezék

13 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Nano-részecskék Legfőbb funkció: Jobb folyóképesség, gázzáró képesség, égésgátlás, elektromos vezetőképesség növelés, antisztatikum, de aggregálódhat

14 Lágyítók

15 Lágyítók Fizikai háttér: Egyes polimerek rugalmassága, hajlékonysága nem megfelelő az adott célra. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A lágyítók használatával nő a polimer hajlékonysága, hidegállósága, nyúlása, esetlegesen az ütésállósága (ütőmunkája), javul a feldolgozhatóság, csökken az ömledék-viszkozitás (kisebb fröccsöntési nyomás), csökken a T g, és a rugalmassági modulusz és a szilárdság. A lágyítók kis molekulatömegű polimerek, vagy oligomerek, amelyek kompatibilisak a lágyítani kívánt polimerrel. Kis molekulatömegű lágyító hatásosabb (kevesebb kell belőle), de kimigrál(hat) a felületre vagy kioldódhat a polimerből (élelmiszeripari használata engedélyköteles), amíg a nagyobb molekulatömegű kisebb hatékonyságú, ugyanakkor jelentősen kevéssé migrál. A lágyítók 80%-át a PVC lágyítására és feldolgozhatóvá-tételére használják. Működésük szerint másodlagos kötéseket alakítanak ki a polimer láncmolekuláival, növelik a polimer molekulák közti távolságot, így növelik azok mobilitását és ezáltal deformálhatóságát. Részbenkristályos polimerek esetében a kristályos részarány változatlan marad, a lágyító csak az amorf részarányt módosítja. Gyorsítják a kristályosodás folyamatát.

16 Lágyítók Főbb követelmények a lágyítókkal szemben: - Kis illékonyság, - Vízoldhatatlanság, - Jó hő-, és fényállóság, - Összeférhetőség a polimerrel, - Migrációállóság, tartós hatás, - Hidegállóság, - Vegyszerállóság, - Lángállóság, - Biológiai bonthatóság (víz és szén-dioxid képződik). További hatása a polimerre: Sok esetben a lágyító alkalmas egyben csúsztatóként, valamint formaleválasztóként és a molekulaláncok mozgékonyságát növelve növeli a kristály-gócok növekedési sebességét, azaz gyorsítja a kristályosodási folyamatot, de a gócképződési folyamatot nem (lásd gócképzők).

17 Lágyítók Példák adalékanyagra: A világ összes lágyító termelésének 85%-át a PVC lágyítására használják. - Ftalátok (ftálsav észterek), - Adipinsavak, - Foszforsavészterek, - Citrát-észterek (biológiailag lebomló).

18 Csúsztatók (formaleválasztók)

19 Hatása a polimerre: Utólagos műveletek (festés, nyomtatás nem mindig lehetségesek a kimigráló csúsztató miatt) Példák adalékanyagra: - Fém sztearátok (pl. Magnézium-, cink-sztearát) - PTFE (Teflon) (nem jellemző, inkább erősen súrlódó alkatrészeknél használják) - Bór-nitrid (természetes csúsztató, hővezető, de elektromosan szigetelő) - Zsírsav amidok és észterek - Poliolefin viaszok Csúsztatók (formaleválasztók) Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az ömledék-viszkozitás csökkentése (megnövelt kihozatal extrúziónál, kisebb nyomás extrúziónál és fröccsöntéskor), a termék szerszámból való eltávolításának segítése, ömledéktörési jelenség megszűntetése (cápabőr) vagy a termék önkenésének megvalósítása. Léteznek belső (kompaundálás során kerül a polimerbe) és külső (működés előtt a súrlódó felületekre viszik fel) csúsztatók. A belső csúsztatók kimigrálnak a felületre, és így fejtik ki hatásukat. A külső csúszatók (kenőolaj,- zsír) általában hatékonyabbak.

20 Erősítőanyagok

21 Erősítőanyagok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Nagy fajlagos felületű szál (kis átmérő) vagy korong (kis vastagság) a kiváló adhéziónak és nagy saját szilárdságuknak köszönhetően szilárdságnövelő hatást fejt ki. Az erősítőanyagok a feszültséget a mátrixtól átveszik. Rövid szálakat fröccsöntés esetén, hosszú (végtelen) szálakat hőre keményedő kompozitoknál szoktak alkalmazni, de lehetőség van hosszúszálas fröccsöntésre is. Hatása a polimerre: Mechanikai tulajdonságok (szálhossz-eloszlástól függően merevség, szilárdság, ütésállóság) növekednek. Szálorientáció irányú zsugorodás jelentősen csökken. Nagyobb vetemedési hajlam (szálirányra merőlegesen kevéssé csökken). Nagyobb hőállóság, jobb kopási tulajdonságok (főként szén és aramid szálakkal). Kisebb kúszási és kifáradási hajlam. Szén-, és fém szálak esetében elektromos-, és hővezető képesség nő. Példák adalékanyagra: - Üvegszál (legfőképp ez használatos) - Szénszál - Aramid szál - Poliészter, PE, PP szál - Természetes (cellulóz alapú) szálak (len, kender, szizál, stb.)

22 Szálhossz eloszlás [%] Erősítőanyagok RUGALMASSÁGI MODULUSZ SZILÁRDSÁG ÜTÉSÁLLÓSÁG 5 0 Üvegszál hossz [µm]

23 Színezékek

24 Színezékek Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A fény spektrumából bizonyos hullámhossz-tartományokat elnyelnek, másokat visszasugároznak. Esztétikai szempontok miatt a polimereket sok esetben pigmentekkel színezik. Ezek lehetnek: - Szervetlen színezékek (pl. Titán-dioxid (fehér)) - Szerves színezékek - Polimerben oldódó folyékony festékek (folyékony színezék) A mesterkeverék egy előre kompaundált polimer (úgynevezett hordozó) és nagy koncentrációjú pigment keveréke. Hozzáadása a polimerhez lehet pre-colored (fröccsöntés előtti kompaundálás) vagy self-colored (fröccsöntőgépre szerelt gravimetrikus adagoló) módon lehetséges. Egyéb hatása a polimerre: Egyes színezékek egyben UV stabilizátorként is funkcionálnak. A pigmentek aggregálódhatnak, ekkor célszerű sztearinsavat alkalmazni felületaktív adalékként, hogy el tudjanak egymáson csúszni.

25 Színezékek Szervetlen színezék Szerves színezék Folyékony festék Kevéssé drága Közepes-drága Drága Nagy (hő)stabilitás Kis-nagy (hő)stabilitás Kis (hő)stabilitás Kis színezési erősség Nagy színezési erősség Nagyon nagy színezési erősség Könnyű feldolgozni Nehéz feldolgozni Nagy koncentrációban nehéz feldolgozni, adagoló szükséges Oldhatatlan Oldhatatlan Oldódik Könnyű eloszlatni Nehezebb eloszlatni Nem kell eloszlatni (polimerben oldódik) Nem migrál Migrál Nem migrál Matt, pasztellszínek Világos színek Világos színek Hőre lágyulókhoz alkalmas Többnyire alkalmas a hőre lágyulókhoz Poliolefinekhez nem használható

26 Infravörös sugárzást elnyelő pigment: A napfény hősugárzását elnyeli, de a látható fényt átengedi. Alkalmazható pl. autó napfénytetőként. Egyéb színezékek Alumínium pigmentek: Fémes, csillogó szín elérésére használják Titánium-dioxid, vagy vas-oxid bevonatú csillám: Gyöngyházfény elérésére használják Fényre interferáló pigmentek: A megtekintés szögétől függően más színűek Fluoreszkáló vagy foszforeszkáló pigmentek: A napfény bizonyos spektruma gerjeszti és a többlet energiát kisugározza Termokróm és fotokróm pigmentek: Megváltoztatják a színüket, ha hő vagy fény éri. Lehetséges felhasználás: UV fényre sötétedő napszemüveg lencse, hegesztő pajzs.

27 Fehér és fekete pigmentek

28 Fehér és fekete pigmentek Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A fény spektrumából szinte az összes hullámhossz-tartományt elnyelik (fekete) vagy épp visszasugározzák (fehér). Egyéb hatása a polimerre: Mindkét esetben UV stabilizátorként is működnek, megnövelt időjárásállóság. Példák fehér pigmentekre: Titán-dioxid (TiO 2 ): A leghatékonyabb, legelterjedtebb fehér pigment. Jó kémiai, termikus stabilitás, diszpergálhatóság jellemzi, valamint nem toxikus. Mivel elnyeli az UV sugárzást (és hővé alakítja), így megvédi a polimert. Cink-szulfid (ZnS): A Titán-dioxid alternatívája. A ZnS (3-mas Mohs keménység) jóval puhább anyag, mint a TiO 2 (6-7-es Mohs keménység) így kisebb a szerszám és egyéb alkatrészek kopása, ugyanakkor kevesebb UV fényt nyel el.

29 Egyéb hehér és fekete pigmentek További példák adalékanyagra: - Alimínium-szilikát - Bárium-szulfát - Kálcium-szilikát - Magnézium-szilikát (talkum) Fekete pigment (szinte kizárólag ezt használják): Korom: Ideális többfunkciós adalékanyag, mivel színez, erősít, UV állóságot növeli, antisztatizál (elektromosan vezető). Leginkább a gumiipar használ kormot a gumi kopás, kifáradás, valamint szakítás elleni erősítésére. Általánosan igaz, hogy a kisebb szemcseméretű korom jobb tulajdonságokat kölcsönöz a polimernek, ugyanakkor nehezebb eloszlatni.

30 Stabilizátorok

31 Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A polimer oxigén (+ hő) és/vagy UV sugárzással szembeni ellenállóképességének növelése, hogy az adott polimert nagyobb hőmérsékleten fel lehessen dolgozni, vagy hosszú ideig bírja az emelt üzemhőmérsékletet vagy kültéri körülményeket. Stabilizátorok Fizikai háttér: A polimerek bomlása megindulhat: - Fizikai tényezők (hő, nyíróerők, napfény), - Kémiai behatás (oxigén, víz, vegyszerek), - Biológiai tényezők (gombák, baktériumok) hatására. Ezek alapján megkülönböztetünk UV stabilizátorokat, antioxidánsokat (hőstabilizátorokat). A tisztán termikus bomlás jellege háromféle lehet: - Statisztikus lánctördelődés (degradáció) - Depolimerizáció (polimerizációval ellentétes folyamat, oligomerek, monomerek keletkeznek) - Elimináció (oldalcsoportok leszakadnak, de a főlánc sértetlen)

32 Antioxidánsok

33 Antioxidánsok Fizikai háttér: Az oxidációt a levegő oxigénje (+ hő) inicializálja. Oxidáció során szabadgyökök képződnek, amelyek az oxigénnel reagálva peroxid gyököket, utóbbiak pedig a polimer lánccal tovább reagálva hidroperoxidokat hoznak létre. Ez a reakció degradálja, öregíti és ezáltal ridegíti a polimer terméket. Az oxidáció hatására esztétikai (sárgulás), optikai (átlátszóság-csökkenés) és mechanikai tulajdonságok romlása következik be. Az antioxidánsok semlegesítik ezeket a szabadgyököket. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az oxidáció hatására létrejövő káros hatások megakadályozása. Az alkalmazott mennyiség 1-2%. Megkülönböztetünk elsőrendű és másodrendű antioxidánst. Az elsőrendű antioxidánsok a szabad gyökök létrejöttét gátolja ( gyökfogók ), a másodrendűek pedig a hidroperoxidot bontja le ( peroxid bontók ). Példák adalékanyagra: - Térben gátolt fenolok, aromás aminok (elsőrendű antioxidánsok) - Foszfitok, tioéterek (másodrendű antioxidánsok) - Kettőt együttesen szokták alkalmazni a szinergikus hatás miatt

34 UV stabilizátorok

35 UV stabilizátorok Fizikai háttér: A napsugárzás UV tartományának energiája azonos nagyságrendű mint a fővegyérték-erők energiája, így a polimerek kültéri használat esetén fotodegradálódhatnak (foto-oxidálódhatnak), ami ridegedéshez, a termék/alkatrész berepedezéséhez, ütésállóságának (és a többi mechanikai tulajdonság) drasztikus csökkenéséhez, elszíneződéshez vezethet. A fény a polimer terméken visszaverődhet, szóródhat, áthatolhat rajta, vagy elnyelődhet. Foto-oxidációt az elnyelt fénysugárzás okozza és leginkább a polimer láncban található kettős kötésekre van hatással, mivel azokat gerjeszti. Egyes hullámhossz tartományok egyes polimerekre károsabbak, míg másokra nem. Pl. PP esetében a 330 nm alatti hullámhossz tartomány a veszélyesebb, amíg PE esetében a 330 nm feletti. Részben kristályos polimereknél a kristályos részarány szétszórja a fényt, így ezek a polimerek még jobban ki vannak téve a foto-oxidációnak.

36 UV stabilizátorok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A napsugárzás okozta oxidáció káros hatásának csökkentésére. Az alkalmazott mennyiség 0,01-2%. Működési mechanizmus (hasonló az antioxidánsokhoz) szerint lehetnek: - UV-abszorberek, vagy UV-árnyékolók (elnyelik a sugárzást és hőenergiává alakítják vagy leárnyékolják az UV tartományt) - Kioltók (a fény által gerjesztett atomcsoportok energiáját átveszik és leadják) - Hidroperoxid-bontók (a fotooxidáció következtében létrejövő hidroperoxidcsoportokat bontják) - Gyökfogók (a bomlás első lépéseként létrejövő csoportokat, szabadgyököket megkötik)

37 UV stabilizátorok Példák adalékanyagra: UV-árnyékolók: Kálcium-karbonát (önmagában használva fehér színt kölcsönöz a terméknek) UV-abszorberek: Benzofenon vegyületek Kioltók: Nikkel alapú stabilizátorok Gyökfogók, hidroperoxid-bontók: Úgynevezett HALS (Hindered Amine Light Stabilizers) vegyületek

38 Hidrolízis elleni stabilizátorok

39 Példák adalékanyagra: - Polikarbodiimidek Hidrolízis elleni stabilizátorok Fizikai háttér: Egyes polimerek hajlamosak hidrolízis útján (víz és nagy hőmérséklet együttes hatására) degradálódni. A hidrolízis tulajdonképpen a polikondenzációs reakció megfordítása. A poliolefinek nem, de a poliészterek vagy poliamidok ki vannak téve a hidrolízis veszélyének. A hidrolízis során a poliészter észter csoportjaiból sav és alkohol csoportok jönnek létre, amelyek katalizálják a reakciót, így az autokatalitikussá (önfenntartó) válik. A reakció során a polimer lánc tördelődik, a polimer termék/alkatrész pedig ridegebbé válik, majd szétesik. Az alapanyag nem megfelelő szárítása esetén a hidrolízis már a feldolgozó berendezésben megindulhat. A Politejsav (PLA) mint lebontható polimer tulajdonképpen hidrobontható, azaz egy kezdeti hidrolízis után képesek csak a bontó baktériumok feldolgozni a most már csak oligomer formában jelen lévő tejsavat. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A hidrolízis lassítása. Az adalékanyag reagál a hidrolízis által létrehozott savakkal, így nem lesz autokatalitikus a reakció.

40 A Politejsav (PLA) lebomlása

41 PLA laboratóriumi lebontása PLA PLA/30m% keményítő PLA/15m% cellulóz

42 PLA laboratóriumi lebontása Tömegváltozás [%] PLA PLA/30m%keményítő PLA/15m%cellulóz Tömegváltozás [%] PLA PLA/30m%keményítő PLA/15m%cellulóz -35 Lebontási idő [óra] Enzimes oldat -35 Lebontási idő [óra] Desztillált víz PLA PLA/30m% keményítő PLA/15m% cellulóz

43 Égésgátlók

44 Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Égés folyamatának gátlása főként villamos-, jármű és építőipari termékekben/alkatrészekben. Működésük során az égéshez szükséges egyik elem (hő, éghető anyag, oxigén) utánpótlását megszakítják. Működésük legtöbb esetben az oxigén elvonásával (nitrogén gáz vagy halogének képződésével), vagy a hő elvonásával (vízképződéssel), vagy az éghető anyag hozzáférhetőségének elzárásával (elszenesedett réteg létrehozásával) jár, de nem az égés a legveszélyesebb, hanem az égés során keletkező toxikus melléktermékek és a sűrű füst. Az égésgátlók további feladata, hogy meggátolja az égő anyag csöpögését, és csökkentse az utóizzást. Jelenleg a kutatások arra irányulnak, hogy a lehető legkevesebb füstöt képezzen a folyamatosan égésben tartott polimer termék. Égésgátlók Fizikai háttér: A polimerek többsége szerves molekulák révén könnyen éghető. A PE, PP, PS, PET, PUR, UP, EP könnyen égnek, de a PVC, a nagy hőállóságú polimerek, klór, valamint fluor (PTFE) tartalmú polimerek bizonyos mértékig természetüknél fogva égésgátoltak, azaz a gyújtóláng eltávolítását követően égésük megszűnik, önkioltók. Az éghetőségüket a LOI index segítségével minősítik.

45 Égésgátlók

46 Égésgátlók Példák adalékanyagra (többségük tartalmaz brómot, klórt, foszfort, antimont, vagy alumíniumot): - Alumínium-trihidrát (legelterjedtebb égésgátló): kettős hatás, hőt von el és vizet fejleszt - Antimon-trioxid - Magnézium-hidroxid - Szerves halogén (Cl, Br) vegyületek: környezetvédelmi előírások miatt háttérbe szorultak (füstöt képez égés közben) - Szerves foszforvegyületek - Nanorészecskék: legújabb kutatások irányvonala

47 Habosítók

48 Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Habosítók segítségével csökkenthető a polimer termék tömege, növelhető a hőszigetelése, csökkenthető a zsugorodása, így vastagfalú termékek is gyárthatóak beszívódásmentesre. Léteznek kémiai és fizikai habosítók. Kémiai habosítás: Kémiai habosító egy szilárd, szerves adalékanyag, ami adott hőmérséklettartományban elbomlik és gázt (tipikusan N 2 -t, de egyesek CO 2 -t) fejleszt, ami elvégzi a habosítást. Struktúrhab jön létre, azaz fröccsöntéskor a szerszámfal mentén nem jön létre hab, csak a magban. Kémiai habosítóval való fröccsöntéskor szükséges rugós vagy vezérelhető zárt fúvóka. Szükséges beállítási paraméterek: Nagy torlónyomás (az ömledék a hengerben még ne habosodjon, kellően homogén legyen), részleges kitöltés (majd a habosodó ömledék kitölti a szerszámüreget), gyors befröccsöntés (ha lehűl az ömledék, akkor nem habosodik), 4 mm falvastagság felett célszerű alkalmazni (itt már van értelme). Habosítók Fizikai háttér: A polimer ömledékbe vezetett gáz nyomásának segítségével habszerkezet alakul ki.

49 Habosítók

50 Habosítók

51 Habosítók Kémiai habosítás: Kémiai habosítók lehetnek exoterm és endoterm habosítók a bomlás során fellépő energia szükségletük értelmében. Exoterm kémiai habosítók: Az exoterm habosítók a bomlásuk során több energiát adnak le, mint amennyi a reakcióhoz szükséges, így önfenntartó a folyamat. Az ilyen habosítóval végezett habosítás esetén intenzív hűtés szükséges, hogy elkerülhető legyen a kidobás után a termék tágulása. Endoterm kémiai habosítók: Az endoterm habosítók esetén plusz hő szükséges a reakció fenntartásához. Kisebb a ciklusidő, mint az exoterm esetében, mivel kisebb a hűtés-igénye.

52 Kémiai habosítók (szilárd adalék): - Azodikarbonamid (legelterjedtebb) - Szódabikarbóna (CO -t fejleszt, de vizet is, így korrózióveszély lép fel) Habosítók Fizikai habosítás: A fizikai habosítás során pedig inert és komprimált gázt vezetnek be fizikailag az extruder vagy a fröccsöntőgép hengerébe, így létrehozva a habszerkezetet. A gáz vagy folyadék eloszlatásáról gondoskodni kell. Jelentős nyomás és hőmérséklet alatt szuperkritikus fluidum állapot lép fel (ebben az állapotban nincs felületi feszültség, így kiváló eloszlatás érhető el), aminek segítségével megváltozik a habszerkezet, finomszemcsés lesz. Példák adalékanyagra: Fizikai habosítók (gázok): - Izobután - Izopentán - Argon - Szén-dioxid - Nitrogén

53 Habosítók

54 Ütésállóság-növelő adalékok

55 Ütésállóság-növelő adalékok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az ütésállóság (ütőmunka) növelése, bemetszésre való érzékenység, valamint a repedésterjedés sebességének csökkentése elsősorban rideg polimerek, vagy pedig alapvetően szívós, de kis hőmérsékleten ridegen viselkedő polimerek esetében. A szilárd adalékanyagok működési mechanizmusa, hogy önmaguk vezetik el a dinamikus behatás energiáját, például mikronos nagyságú gumirészecskék segítségével. Hatása a polimerre: Alapanyag: (bemetszett) [kj/m 2 ] (nem bemetszett) [kj/m 2 ] Sok esetben az adalékanyag hozzáadásának mennyiségével csökken a szilárdság LDPE Nem törik Nem törik és a merevség. PP 10 >40 Példák adalékanyagra: - Dimer savak - PMMA (PVC esetében) Charpy ütőszilárdság Charpy ütőszilárdság PA 25 Nem törik PMMA 2 15 PS 2 10 HIPS 8 80 ABS PC 70 Nem törik

56 Tapadásgátló adalékok

57 Tapadásgátló adalékok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A fóliák egymáson való elcsúszását segíti elő, hogy a legtöbb esetben csomagolásra használt fóliát szét lehessen nyitni. Leginkább a PE és PP-hez szokták hozzáadni, hogy a fólia-fólia súrlódási együtthatót csökkentse azáltal, hogy a tapadásgátló kimigrál a felületre. Mivel a PE kristályos részaránya kisebb, mint a PP-é, így a PE esetében gyorsabban tud a felületre migrálni a tapadásgátló. Mivel az átlátszóságot célszerű nem megváltoztatni, ezért tapadásgátlónak a polimer fóliához hasonló törésmutatóval rendelkező anyagot kell választani. Példák adalékanyagra: - Oleamid (zsírsav) - Sztearátok - Talkum (megváltoztatja a fénytörést)

58 Bomlást elősegítő adalékok

59 Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az adalékanyag segítségével hagyományos, kőolaj alapú polimerek is bonthatóak lesznek, méghozzá időzíthetően. Az adalékanyag UV fény, vagy oxigéndús környezetben felgyorsítja a polimer termék bomlását, így csökken a molekulatömeg, a termék berepedezik, szétesik, és a kis darabok vízoldhatóak lesznek, valamint feldolgozhatóak a bontó baktériumok által. Megoszlanak a vélemények, hogy a talajban az apró darabokat a bontó baktériumok fel tudják-e dolgozni, azaz valóban biológiai úton bontható válik-e a termék, vagy csak szétesővé. Mindezek alapján komoly viták folynak a biopolimeresek és az adalékanyagosok között, hogy melyik megoldás a környezetbarát és melyik lesz a jövő (még ha az adalék működik is, továbbra is kőolaj alapú a polimer). Példák adalékanyagra: - EPI TDPA nevű adalékanyaga - d w nevű adalékanyag Bomlást elősegítő adalékok Fizikai háttér: Habár a piacon léteznek megújuló erőforrásból előállított, és egyben biológiai úton lebontható polimerek, ugyanakkor ezek tulajdonsága, feldolgozhatósága nem mindig megfelelő a kívánt célra.

60 Kompatibilizálók

61 Kompatibilizálók Fizikai háttér: A legtöbb polimer keveréke inkompatibilis, azaz nem összeférhető, így az ömledékállapotú keverés után, lehűtve szétválnak fázisaikra. Ez jól nyomon követhető DSC méréssel a T g -k alakulásán. Amint egy darab közös T g jelentkezik, úgy a keverék összeférhető, ezzel szemben egy összeférhetetlen keverékben az alkotók T g -je külön-külön megtalálható. Megkülönböztetünk továbbá termodinamikai és technológiai kompatibilitást. A termodinamikai (magasabb rendű) kompatibilitás garantálja, hogy a két fázis összeférhető. A technológiai kompatibilitás esetében nem áll fenn a termodinamikai kompatibilitás, de a két fázis keveréke még egy megfelelő tulajdonságokkal rendelkező, használható anyagot alkot. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Mindkét fázishoz kapcsolódó kémiai kötés kialakítása és így az összeférhetőség biztosítása. Léteznek reaktív és nem-reaktív kompatibilizálók. A nem reaktív kompatibilizáció esetében egy harmadik komponenst viszünk a rendszerbe, amely jól kapcsolódik mindkét fázishoz. Ilyenek lehetnek az ojtott polimerek: pl. PS és PC kompatibilizálására PS-g-PC (PS-ral ojtott (grafting) PC).

62 Kompatibilizálók Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Reaktív kompatibilizáláskor tipikusan az extruderben létrejövő reakció (pl. polimerizáció, ojtás) során alakul ki a fázisok oldhatósága. Példák adalékanyagra: Nem reaktív kompatibilizálók: - PS-g-PC (PS és PC esetén) - PC-g-PMMA (PC és PMMA esetén) Reaktív kompatibilizálók: - Maleinsav anhidrid (HDPE és HIPS) - Etilén-glikol-dimetakrilát (PBT és PP)

63 Antisztatizáló adalékok

64 Antisztatizáló adalékok Fizikai háttér: Mivel a polimerek nem vezetik az elektromos áramot (jó szigetelők), ezért fel tudnak töltődni és az elektrosztatikus kisülések veszélyt jelenthetnek közvetlenül vagy közvetve (szikra, gyulladás, robbanásveszély). A száraz felület elengedhetetlen a sztatikus elektromosság kialakulásához. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Vezetőképessé teszik a polimert vagy a teljes keresztmetszeten belül vagy pedig csak a felületen, így le tudja vezetni az elektrosztatikus feltöltődést. Leggyakrabban fóliagyártásnál szükséges a használatuk, ahol a kész fóliát nagy sebességgel tekercselik. Az adalékanyagot még feldolgozás előtt adják a polimerhez. Léteznek belső és külső antisztatizálók. A belső antisztatizáló a feldolgozás során kimigrál a felületre (csak csekély mértékben kompatibilis a polimerrel) és a hidrofil tulajdonsága következtében a levegő páratartalmát magához vonzza, ami biztosítja az elektromos vezetést. Külső antisztatizálók esetében a felületre kívülről viszik fel a réteget (spray, mártó, stb.). A legegyszerűbb megoldás korom hozzáadása a polimerhez, így az valamelyest elektromosan vezető lesz (de mindenképpen fekete).

65 Antisztatizáló adalékok Példák adalékanyagra: - Korom (elektromosan vezető adalék) - Fém szálak (elektromechanikai interferencia elleni védelem) - Szerves sók - Poliglikol-észterek - Zsírsav-észterek

66 Antisztatizáló berendezés Ionizáló

67 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok)

68 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Kristályosodás folyamata: A kristályosodás a részben-kristályos polimerekre jellemző folyamat, amint az ömledékből hűtve (ömledékállapotban nincs kristályos részarány) létrejön a kristályos szerkezet. A kristályosodás úgynevezett kristálygócok képződéséből, valamint azok növekedési szakaszából áll. A gócképződés lehet homogén (spontán) vagy heterogén. Homogén gócképződés esetén az ömledékből hűtve a molekulaláncok spontán csoportosulásai alkotnak kristálygócokat. Heterogén gócképződés esetén kívülről bevitt gócképzők, vagy bármilyen idegen anyag indukálja a kristálygócok kialakulását. A kristályosodás sebességét a kristálygócok képződésének sebessége és növekedésük sebessége együttesen határozza meg.

69 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok)

70 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Kristályosodás, kristályos részarány vizsgálata : - Kristályosodás vizsgálata történhet DSC-vel, amely mérés során a mintát konstans fűtési sebességgel fel, majd pedig lehűtik. A kristályosodás csúcshőmérséklete (gócképzési hatékonyság) és a görbe alatti területet értékelik:, ahol X [%] a polimer minta kristályos részaránya, ΔH m [J/g] az olvadáshő, ΔH cc [J/g] a hideg-kristályosodási entalpia, ΔH f [J/g] a 100%-ban kristályos minta olvadáshője (referencia), α [-] a töltőanyag (ha van) tömegaránya. - A DSC mérés segítségével nem csak a kristályos részarány és a kristályosodási csúcshőméréséklet határozható meg, de a kristályosodási kinetika is jól leírható az úgynevezett Avrami összefüggéssel (izoterm): 1 ln 1 x k, ahol x a relatív kristályos hányad [%], t az idő [óra], k a kristályosodás sebességi állandója [%/óra], n pedig az Avrami kitevő. Az n 1 és 4 között változhat a gócképződés (0 vagy 1) és gócnövekedés alapján (1, 2, vagy 3). A gócnövekedés (krisztallitok növekedése) 1 (fibrilla), 2 (lemez) vagy 3 (szferolit) dimenziós lehet. n t

71 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) 10 C/min dq/dt [mw] Exoterm Hőmérséklet [ C]

72 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Kristályosodás, kristályos részarány vizsgálata: A gócszám a kristályosodás során lehet állandó (0) vagy pedig nőhet lineárisan az idővel (1). A zárójelben látható számok összege adja ki az Avrami kitevőt. - A kristályos részarány ugyanakkor számítható a sűrűség-különbségből is, ami a részben-kristályos (nagyobb sűrűség) és amorf polimer között fennáll. - Végül Röntgen-diffrakcióval (WAXD) is számolható a kristályos részarány a területek arányából:

73 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok)

74 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Gócképzés szükségességének fizikai háttere: - Egyes részben kristályos polimerek nagyon lassan kristályosodnak ömledékből való hűtéskor (pl. PLA), így nem érik el a lehető legnagyobb kristályos részarányt (gócképzők). - Egyes részben kristályos polimerek ugyan kellően gyorsan kikristályosodnak, de átlátszóságuk megszűnik a kristályos részarány következtében, így azok nem vagy csak korlátozva alkalmazhatóak orvostechnikai és csomagolástechnikai célokra (átlátszóság növelő). Többféle kristályos módosulat létezik, pl. PP esetében: α, β, γ, PLA esetében α, β, γ, és η. A gócképzők általában egyfajta kristálymódosulat képződését segítik elő. Amely gócképző hatékony az egyik polimer esetében az egyáltalán nem biztos, hogy hatékony lesz egy másik polimer esetén.

75 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: - Lassú kristályosodás esetén (pl. PLA) a gócképzők feladata a kristálygócok képződésének elősegítése, és ezáltal a kristályos részarány növelése. A kristályos részarány növelésével növelhető a polimer hőállósága, csökkenthető a gyártáshoz szükséges ciklusidő. - Kellően gyors kristályosodás esetén (pl. PP) a megszilárdult ömledék átlátszósága nem lehet tökéletes a kristályos részarány miatt, amely megtöri a fényt (az amorf polimerek az átlátszóak), ugyanakkor a kristályos részecskenagyság csökkentésével (kisebb szferolitok) az átlátszóság javítható. Ebben az esetben a gócképzők feladata az átlátszóság növelése, mivel a kristálygócok képződésének elősegítésével több, de kisebb krisztallitok jönnek létre.

76 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Tárolási modulusz [MPa] ,1 80 C, 10 perc 80 C, 20 perc 80 C, 30 perc 80 C, 40 perc 80 C, 50 perc 80 C, 60 perc 100 C, 10 perc Növekvő kristályosság Hőmérséklet [ C]

77 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Egyéb tudnivalók: - Nem minden polimer esetében érdemes gócképzőket alkalmazni. A HDPE például nagyon gyorsan kristályosodik, így gócképzők segítségével sem növelhető az átlátszósága. A PP esetében közepes kristályosodási sebesség mérhető, így ennél a polimernél sikeresen alkalmazhatóak a gócképzők az átlátszóság növelésére. - A szferolitok háromféle morfológiában vannak jelen egy fröccsöntött termékben a falvastagság mentén: Nincsenek szferolitok a lefagyott héjrégetben (gyors hűtés), orinetáltak a szferolitok a nyírt zónában és orinetálatlanok a belső magban. - PP esetében előnyösebb a β kristályos módosulat létrehozása gócképzőkkel az α kristályos módosulattal szemben. Tulajdonság α-pp β-pp Olvadási hőmérséklet [ C] Kristályos fázis sűrűsége [g/cm 3 ] 0,936 0,921 Amorf fázis sűrűsége [g/cm 3 ] 0,858 0,858 Húzó rugalmassági modulusz [GPa] 2 1,5 Húzószilárdság [MPa] 39,5 44 Nyúlás [%] Izod típusú ütőszilárdság [kj/m 2 ]

78 Gócképzők (átlátszóság növelő adalékok) Példák adalékanyagra: - Bármi - Adipinsav - Fém sók - Szorbitol - Foszfátok - Szervetlen töltőanyagok (Titánium-dioxid, talkum, aluminim-oxid, krétapor)

79 Zsugorodás-csökkentő adalékok

80 Zsugorodás-csökkentő adalékok Fizikai háttér: A polimer ömledék hűtés közben fajtérfogat-változást szenved, azaz zsugorodik. Habár az utónyomással kompenzálható a zsugorodás, egyes polimereknél így is meghaladja az 1%-ot, szálerősített esetben pedig jelentős anizotrópia lép fel a zsugorodásban, ami vetemedéshez vezet. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az adalékanyag sok esetben egységesen csökkeni a folyásirányú és az arra merőleges zsugorodást, ezáltal csökkentve a vetemedési hajlamot. Az ilyen jellegű adalékok leginkább inert töltőanyagok. Hatása a polimerre: Mint amilyen az adott töltőanyagnak. Példák adalékanyagra: - Krétapor - Talkum - Alumínium-oxid

81 Zsugorodás-csökkentő adalékok

82 Anti-bakteriális adalékok

83 Anti-bakteriális adalékok Fizikai háttér: A természetes (pl. cellulóz vagy keményítő) alapú polimereket a baktériumok, gombák vagy algák könnyen megtámadják és károsítják. A szintetikus műanyagok többnyire nincsenek kitéve a baktériumok hatásának, ugyanakkor a lágyító, csúsztató tartalmuk, amely kimigrál(hat) a termék felületére elősegíti a baktériumok megtapadását, ugyanis ez tápanyagot jelent számukra. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Megakadályozni a baktériumok, gombák káros hatását (élettartam csökkenés, elszíneződés, kellemetlen szag) a polimer termékekre/alkatrészekre. Az alkalmazott vegyületek As (arzén), Sb (antimon), Cu (réz), Sn (ón), illetve halogén tartalmúak, így az emberre is veszélyesek, de nagyon kis mennyiségben alkalmazzák ezeket (0,1-0,2%). A működésük során az anti-bakteriális adalékanyagok kimigrálnak a felületre és gátolják a mikroorganizmusok anyagcseréjét, szaporodását, vagy meg is ölik azokat. Példák adalékanyagra: - Difenil-antimon-2-etil-hexanoát - Réz-8-oxi-kinolin - Tributil-ón-oxid - Ezüst részecskék

84 Gázzáró-képesség növelő adalékok

85 Gázzáró-képesség növelő adalékok Fizikai háttér: Egyes polimerek vízgőz, vagy gázzáró (oxigén) képessége nem megfelelő ahhoz, hogy a belőlük készített palackban vagy tartályban huzamosabb ideig folyadékot, gázt lehessen tárolni a gázok diffúziója miatt. Az oxigén diffúziójának gátlása különösen az élelmiszeripari csomagolások esetén fontos (eltarthatóság). Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A gőz-, vagy gázzáró képesség növelése. Lemezes töltőanyagok használhatóak, amelyek növelik a gáz diffúziójának útját, ezáltal növelve a gázzáró-képességet. Lehetséges továbbá szórással utólagos bevonatot készíteni a termékre, amely egyben gázzáró-képesség növelő és karcálló is lehet. Példák adalékanyagra: - Talkum (lemezes töltőanyag) - Bór-nitrid (lemezes töltőanyag) - Epoxi-amin (szórással felvitt)

86 Páralecsapódás csökkentő adalékok

87 Páralecsapódást csökkentő adalékok Fizikai háttér: A mezőgazdasági PE takarófóliák vagy abból épített üvegházok esetében fontos tulajdonság a PE időjárás-állósága, a hő visszatartásának képessége, az átlátszóság és a páralecsapódás megelőzése. Mivel az üvegházon belül nagy a páratartalom, így az a PE fólia belső felületén fog kicsapódni, és vízcseppek alakulnak ki. A vízcseppek szórják a beeső fénysugárzást, amely az üvegház hatékonyságát csökkenti. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: Az adalékanyag természetesen nem gátolja meg a kondenzációt, hanem, mivel az kimigrál a felületre, így a kondenzátumot egyenletesen szétteríti és lefolyatja a fólia mentén. Az adalékanyag csökkenti a víz és a polimer közti kontaktszöget ezáltal létrehozva a fólia nedvesítését. Sajnálatosan az adalékanyagot a víz gyorsan lepergeti, így rövid távú ennek az adaléknak a hatása. Példák adalékanyagra: - Glicerin monooleát - Poliglicerin észterek

88 Elektromos vezetőképesség növelő adalékok

89 Példák adalékanyagra: - Korom - Szénszálak - Szén-nanocsövek - Grafit - Grafén - Fém töltőanyagok - Fém bevonatú töltőanyagok Elektromos vezetőképesség növelő adalékok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A polimerek jelentős szigetelő képességének csökkentése, elektromos vezetőképesség növelése, főként elektronikai alkalmazásokhoz. Az elektromos vezetőképesség nem lineárisan nő a töltőanyaggal, hanem van egy úgynevezett perkolációs küszöb, ami felett a vezetőképesség hirtelen megnő, mivel ennél a határértéknél a töltőanyagok vezetőképes hálózatot alkotnak. Az elmélet szerint ugyanakkor a vezetőképes részecskéknek nem kell feltétlenül összeérniük, mivel bizonyos távolságot az elektronok a vezetőképes töltőanyagok közti mátrixanyag átugrásával át tudnak hidalni. Szén-nanocsövek esetében ez a perkolációs küszöb 0,5-1% töltőanyag tartalomnál jelentkezik.

90 Elektromos vezetőképesség növelő adalékok

91 Hővezető-képesség növelő adalékok

92 Thermal conductivity. [W/mK] Hővezető-képesség növelő adalékok Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A polimerek jelentős hőszigetelésének csökkentése, hővezetésének növelése olyan alkalmazásokhoz, ahol a jelentős hőfejlődés működési problémát okoz, és a hőelvezetés a polimer alkatrész feladata. Az adalékanyag a saját, a polimerhez képest jelentősen nagyobb hővezetésével növeli a polimer hővezetését. A hővezető polimerek alkalmazási területe lehet például a LED izzó burkolata. A LED fényforrás sok hőt termel, amit el kell vezetni, ellenkező esetben romlik a hatásfok és az élettartam. Ezt a kereskedelmi forgalomban nehéz alumínium burkolattal oldották meg. Thermal conductivity. [W/mK] PLA + BN PP + BN PLA + talc PP + talc PP PP+talc PP+BN PP+TiO Filler content [vol% ]

93 Hővezető-képesség növelő adalékok Példák adalékanyagra: - Bór-nitrid (csak hővezetés) - Talkum (csak hővezetés) - Titán-dioxid (csak hővezetés) - Korom (hő-, és elektromosan vezető) - Szénszálak (hő-, és elektromosan vezető) - Szén-nanocsövek (hő-, és elektromosan vezető) - Grafit (hő-, és elektromosan vezető) - Grafén (hő-, és elektromosan vezető) - Fém töltőanyagok (hő-, és elektromosan vezető) - Fém bevonatú töltőanyagok (hő-, és elektromosan vezető)

94 Leggyakrabban alkalmazott töltőanyagok Bór-Nitrid

95 Savmegkötő adalékok (sósav akceptor adalékok)

96 Savmegkötő adalékok Fizikai háttér: PVC termikus bomlása (nagy hőmérsékleten történő feldolgozáskor) a HCl eliminációval (főláncból való lehasadással) kezdődik. A HCl önmaga katalizálja, fenntartja a reakciót, azaz az autokatalitikussá válik (önfenntartó). Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A PVC bomlásának megakadályozása nagy hőmérsékleten. Az adalékanyag reagál az erős savakkal, semlegesítik azokat. Követelmények a sósav akceptorral szemben: - Kösse meg a képződött sósavat, - Kapcsolja ki a hibahelyeket, - Akadályozza meg az autokatalízist. Példák adalékanyagra: - Ólomsók, - Bárium-kadmium, bárium-cink, kalcium-cink szappanok.

97 Optikai fehérítő adalékok

98 Optikai fehérítő adalékok Fizikai háttér: Egyes polimerek enyhén sárgás alaptónussal rendelkeznek, ami új termékként is régi benyomását kelti. Az adalékanyag funkciója és működési mechanizmusa: A fehérség, átlátszóság fokozása érdekében az UV sugarakat elnyeli és egy részét kék-ibolya színben emittálja, ami ellensúlyozza a sárgás alaptónust. Jól el kell tudni oszlani a polimer ömledékben a feldolgozás során.

99 Legújabb kutatások

100 Legújabb kutatások Legújabb kutatások: A legújabb kutatásoknak három pillére van: - Többfunkciós adalékanyagok fejlesztése áll a kutatások középpontjában. Pl. olyan töltőanyagok (talkum), amely egyben erősít is, növeli a merevséget, ütőszilárdságot, hőállóságot; vagy pl. olyan pigmentek, amelyek egyben UV stabilitást biztosítanak, illetve olyan lágyítók, amelyek egyben csúsztatók és antisztatizálóként is funkcionálnak. - Felület-módosítások fejlesztése annak érdekében, hogy az olcsó töltőanyagok és a mátrix polimerek között jobb tapadás jöjjön létre és ezáltal jobb mechanikai tulajdonságokat lehessen elérni. - Eleget tenni az egyre szigorodó környezetvédelmi és egészségügyi előírásoknak. Ez főként az égésgátlókat és egyes országokban a nehézfém tartalmú színezékeket érinti.

101 Alapanyagok célzott módosítása 101