Se pueden lograr diferentes efectos, como la protección de varios agentes externos y la mejora de las prestaciones del material en cuanto a comportamiento mecánico, procesabilidad y miscibilidad. Además, la apariencia macroscópica del material se puede cambiar agregando blanqueadores, tintes o pigmentos a las formulaciones estándar . Dependiendo de su naturaleza, un aditivo es capaz de modificar de manera más o menos fuerte las características básicas del polímero, su desempeño y durabilidad. Tradicionalmente, los aditivos se añaden en forma de polvo, aunque esto puede causar problemas de higiene y manipulación. Por otro lado, solo se agregan algunos aditivos en forma líquida (por ejemplo, vitamina E). Los aditivos en la forma física ideal tienen una forma de producto esférica (500 1500 µm) asegurando al mismo tiempo el mismo rendimiento que los polvos originales, alta homogeneidad, dispersabilidad y resistencia mecánica. En los últimos años, el mercado ha experimentado un aumento de masterbatch de aditivos (concentrados que contienen un alto nivel de aditivos ya dispersos en el polímero), por ejemplo, masterbatch de color. Por lo tanto, generalmente se hace un esfuerzo en las técnicas de composición, porque cada material complejo agregado al polímero prístino podría resultar en diferentes características de procesabilidad. Por ejemplo, se ha revisado el manejo de aditivos sólidos. Un parámetro clave a tener en cuenta para el diseño de un mecanismo de composición es la energía superficial involucrada en la interacción polímero / relleno. Las altas energías superficiales crean problemas de dispersión, lo que afecta negativamente las propiedades mecánicas del producto final. Idealmente, un aditivo debe interactuar fuertemente con la matriz polimérica, minimizando la energía superficial. Algunos de estos problemas de dispersión pueden superarse añadiendo agentes dispersantes a la formulación de polímero / aditivo, típicamente alcoholes grasos o ésteres fosfóricos. Por ejemplo, la adición de carbonato cálcico, el aditivo más utilizado para plásticos, cauchos y pinturas, se puede incrementar hasta en un 70% sin modificaciones mecánicas significativas. Otra preocupación es la agregación de cargas, si se agregan en forma de partículas. Este es un efecto particularmente peligroso porque puede provocar problemas de procesamiento e incluso dañar la maquinaria mezcladora. Todos los derechos reservados. fuerzas que pueden ocurrir entre partículas similares, en particular fuerzas de adhesión (enlaces de hidrógeno, interacciones ácido / base, otras interacciones específicas). Una forma de obstaculizar estos procesos es aumentar las fuerzas de corte, que en cambio conducen a la separación de partículas. Como todas las áreas de la tecnología de polímeros, se deben aplicar normas sanitarias para regular el uso de aditivos. Los problemas más sensibles involucran el uso de FR que contienen halógenos, metales pesados ​​(como se usan en pigmentos y sistemas estabilizadores de cloruro de polivinilo (PVC)) y plastificantes. Hoy en día las principales preocupaciones de la sociedad con respecto a la industria de los polímeros se centran en el reciclaje de plásticos. Hasta ahora, la tecnología más explotada es la incineración de plásticos para producir energía. La aditivación de cualquier partícula puede afectar la seguridad del proceso de incineración, liberando peligrosos subproductos de la combustión a la atmósfera. Afortunadamente, los problemas de toxicidad y seguridad han llevado a los equipos de investigación y desarrollo a estudiar alternativas más sostenibles con aplicaciones en áreas aún más amplias que las previstas originalmente. Por lo tanto, la última sección de este capítulo estará dedicada a los aditivos de base biológica, que podrían garantizar una alternativa valiosa y más sostenible a los aditivos comerciales.

La gente de marketing tiene que considerar qué tiene un objeto de plástico que llama nuestra atención: forma, color, textura de la superficie. Los plásticos se colorean utilizando dos métodos principales. La superficie se puede pintar o imprimir después del moldeado, o se pueden incorporar pigmentos antes o durante el moldeado. Con este método, los pigmentos de color pueden crear efectos decorativos que atraviesan el objeto y, por lo tanto, nunca desaparecen. Esta propiedad, junto con la variedad de técnicas de moldeo disponibles, brinda a los diseñadores una tremenda libertad. Mediante la manipulación de aditivos, los plásticos pueden combinarse con el color de piezas hechas de otros materiales como metal, madera, pintura y tela. Automóviles, radios y electrodomésticos de cocina utilizan esta técnica. La moda es importante desde el punto de vista comercial, no solo para la ropa y los accesorios, sino también para la vajilla, los utensilios de cocina y el equipo de oficina. En todas estas áreas, los pigmentos permiten que los plásticos ofrezcan una paleta de colores infinitamente variable, tan vívida como cualquier otro medio. Sin embargo, los pigmentos no son solo moda y estética. El color en los plásticos también tiene muchas funciones no decorativas. Se puede utilizar para reducir la luz para proteger el contenido de los frascos de medicamentos o aumentar la seguridad mediante el código de colores del cableado eléctrico. Los diseñadores suelen utilizar el color para diferenciar los controles de las máquinas y los pigmentos que brillan durante el día previenen los accidentes de tráfico. Los corredores y ciclistas usan telas y tiras reflectantes, mientras que los trabajadores de carreteras, ferrocarriles y obras de construcción pueden verse fácilmente con sus cascos y chaquetas fluorescentes. Para realizar una moldura opaca se eligen pigmentos que absorben o dispersan muy bien la luz. La forma más común y rentable de crear colores sólidos es usar negro de carbón o dióxido de titanio. El negro de carbón absorbe la luz, mientras que el dióxido de titanio, con su alto índice de refracción, dispersa la luz, produciendo un nivel muy alto de blancura y brillo. Es uno de una gama de pigmentos inorgánicos y se mezcla con otros colores para crear tonos pastel. Los pigmentos orgánicos también son buenos para hacer colores brillantes.

El mercado de los electrodomésticos abarca, entre otros productos, multitud de carcasas para aparatos eléctricos. Es instructivo considerar cómo la eficacia funcional de tales productos se vería afectada por la ausencia de aditivos. Considere una aspiradora. Sin un modificador de impacto, una aspiradora se agrietará si se trata con un uso rudo normal. Sin pigmentos estables a la luz, su color se desvanecerá. Si de todos modos no contiene pigmentos, pronto se verá monótono y sucio. Más preocupante en un aparato eléctrico puede ser la falta de retardadores de fuego. Algunos artículos de plástico se queman en los incendios y las muertes a menudo se atribuyen no al calor sino al humo. La adición de supresores de humo como alúmina trihidrato, halógenos o compuestos de antimonio puede ser muy eficaz para prevenir tales incidentes. Una excelente ilustración de las vidas salvadas por los retardantes de llama en los plásticos es la cinta transportadora en las minas de carbón. Durante muchos años, los incendios ocurrieron regularmente cuando las poleas se sobrecalentaron, causando accidentes graves y la muerte. Pero cuando se introdujeron las bandas hechas de PVC con altos niveles de retardadores de llama a mediados de la década de 1950, estos accidentes se detuvieron. Claramente, deben tenerse en cuenta los efectos secundarios de los aditivos sobre la intemperie, las propiedades mecánicas y la resistencia química. Costo Los aditivos que ayudan al moldeado de plásticos, como lubricantes, auxiliares de proceso y estabilizadores térmicos, pueden costar muchas veces más que la materia prima y, aunque solo se utilizan pequeñas cantidades, son esenciales y mejoran enormemente el rendimiento final.

Otros aditivos, como los rellenos minerales como la tiza, el talco y la arcilla, son sustancias naturales que tienden a ser más económicas que el polímero en bruto, aunque a veces se aplican tratamientos superficiales a las partículas del relleno para evitar su aglomeración o mejorar su compatibilidad con el polímero o para ayudar al procesamiento, y esto junto con otras operaciones de procesamiento de partículas de carga puede significar que la reducción de costos no es tan grande como a veces se piensa. Los rellenos no se incorporan necesariamente con la intención de reducir los costos, sino para asegurar ciertos beneficios técnicos: el talco y la tiza aumentan la rigidez, mientras que la arcilla mejora las propiedades eléctricas. Los rellenos minerales también aumentan la conductividad térmica de los plásticos para que se calienten y enfríen rápidamente, lo que significa tiempos de ciclo de molde más cortos y más artículos producidos a un costo menor. Un ahorro de un centavo estadounidense por pieza moldeada puede no parecer mucho, pero si implica producir varios moldes de inyección cada pocos segundos, este pequeño ahorro puede llegar a ser muy significativo.

Los juguetes para niños y los muebles de jardín, los embalajes y los suelos son algunos de los productos que forman el telón de fondo de nuestras vidas, y es difícil sobreestimar el trato rudo que deben soportar. En los estadios deportivos, cada vez más asientos para espectadores están moldeados con plásticos de colores brillantes, y las superficies de juego a menudo están hechas de fibras sintéticas. Las piscinas cubiertas pueden tener materiales plásticos para techos. Todos ellos están expuestos a la intemperie día y noche, verano e invierno, pero una combinación de estabilizadores de luz, absorbentes de ultravioleta y antioxidantes asegura un alto rendimiento constante. Los materiales naturales suelen tener que ser rematados después de la fabricación con pinturas y lacas. Los plásticos disfrutan de la ventaja de incorporar ya, antes o durante el proceso de moldeo, los aditivos que prolongan su vida útil durante muchos años. Esto puede reducir en gran medida los costos de mantenimiento. Al estabilizar el policarbonato frente a la luz ultravioleta, tanto en ambientes cálidos y húmedos como en lugares cálidos y secos mejora su resisencia. El criterio aquí es la resistencia al impacto con muescas, debido a la tendencia del polímero a volverse quebradizo en ausencia de aditivos apropiados.

Agente antibloqueo estas sustancias evitan que las películas de plástico se peguen entre sí y se utilizan para facilitar la manipulación o por otras razones. Agentes anti-empañamiento estos mejoran la claridad de la película de empaque, evitando que el agua del contenido del paquete se condense como gotas en la superficie interior de la película. Sustancia antioxidante que protege un polímero contra la oxidación, ya sea durante el procesamiento o durante su vida útil.

Agente antiestático aditivo que reduce o elimina las cargas eléctricas de la superficie y, por lo tanto, evita la acumulación de polvo, etc. en las superficies de polímero.

Aditivo biocida que protege un artículo de plástico contra el ataque de bacterias, hongos, algas, mohos, etc., que en la mayoría de los casos son un problema solo cuando hay presentes aditivos como plastificantes. Hay varios tipos de biocidas: fungicidas, bactericidas, etc.

Agente de expansión Sustancia añadida a un polímero, para generar gas que tendrá el efecto de expandirse o espumando el polímero. El gas se puede producir químicamente o por simple evaporación.

Existen varias formas de suministro físico para la formulación del producto: polvos, escamas irregulares, perlas / gránulos, granulado (altamente extruido o compactado), lentes, pastillas, esferas, emulsiones y líquidos. La mayoría de los aditivos son sólidos. La forma del producto está fuertemente influenciada por el método de producción del aditivo, típicamente extrusión, peletización (hebra), trituración, pulverización, descamación o pastillaje. La principal preocupación del productor de aditivos es siempre tener un rendimiento definido (kg/h) de pellets con un diámetro medio específico (mm) de un material dado. Una tendencia actual es la reelaboración de los grados tradicionales de caballo de batalla de algunas clases de aditivos en formas de productos ambientalmente más aceptables, que ofrecen mayor seguridad y son más fáciles de manipular y mezclar. Los aditivos tradicionales en forma de polvo emiten polvo y tienden a fluir erráticamente en el equipo de alimentación causando problemas de higiene y manipulación en los trabajadores. Los desafíos prioritarios en el campo del rendimiento de los aditivos en la forma del producto son la reducción de polvo, la optimización de la dosificación y la mejora de la dispersión. Los enfoques convencionales para alcanzar estos objetivos se basan en compactación mecánica o tratamientos mecánicos, utilizando grandes fuerzas de compresión y cantidades significativas (aproximadamente 20-60%) de auxiliares de procesamiento que causan efectos secundarios de deterioro. Los aditivos en la forma física ideal tienen una forma de producto esférica (d50 = 500-1500µm), exhiben el mismo desempeño que el polvo original, aseguran una alta homogeneidad y tasa de dispersabilidad, son mecánicamente resistentes, no muestran segregación en el polímero y son más adecuados para alimentación, dosificación y mezcla. Algunos hitos relevantes en el desarrollo de aditivos en los últimos 25 años han sido la introducción de formulaciones libres de polvo de estabilizadores de luz (1979), antioxidantes, estabilizadores de luz y compuestos de flujo libre (1983), perlas de estabilizadores de luz de oligómeros de flujo libre (1989). ), estabilizadores de luz y antioxidantes oligoméricos de flujo libre / sin polvo (1991), antioxidantes y compuestos duraderos sin polvo (1995) y aditivos personalizados (paquetes individuales, en forma de polvo, como gránulos compactados sin polvo o como masterbatches). Los rellenos de sílice de flujo libre se han creado mediante la dispersión de goma de siloxano.