Polymere kommen praktisch nicht in „reiner“, nicht modifizierter Form vor. Die Modifizierung von Polymeren mit verschiedenen Additiven macht es möglich, ein und denselben Kunststoff für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen einzusetzen. Die Art und Menge der bei der Verarbeitung verwendeten Zusatzstoffe hat Einfluss auf die Gebrauchseigenschaften des Endprodukts. Eine davon ist es, für die Elastizität zu sorgen, die notwendig ist, damit das Erzeugnis seine grundlegenden Funktionen in einer bestimmten Anwendung erfüllen kann.
Elastizität kann durch die Verwendung von weich machenden Zusätzen, den soge-nannten Weichmachern, erreicht werden. Ihre Zugabe zum Polymer erleichtert die Verarbeit-barkeit und verändert die endgültigen Gebrauchseigenschaften durch Senkung der Glasüber-gangstemperatur (des Übergangspunkts des Polymers vom plastischen in den glas¬artigen Zustand). In chemischer Hinsicht beruht der Wirkungsmechanismus von Weichmachern da-rauf, dass seine Moleküle zwischen die Polymerketten eindringen, Aus den Konzerngesellschaften wodurch die intermolekula-ren Kräfte gesenkt und gleichzeitig die Mobilität erhöht wird.
Das Polymer, bei dem am häufigsten Weichmacher verwendet werden, ist Polyvi-nylchlorid (PVC). Mehr als 80 % der Weltproduktion von Weichmachern werden jährlich für Produkte auf der Basis von Weich-PVC verwendet. Der Einsatz verschiedener Additive er-leichtert die Verarbeitung, verändert die Gebrauchseigenschaften des Endprodukts und er-möglicht eine Vielzahl von Anwendungen dieses Kunststoffs. Sogar Produkte aus Hart-PVC wie z.B. Abwasserrohre enthalten 5-10 phr (engl. „parts per hundred resin“) Weichmacher zur Erleichterung der Verarbeitung.
Arten verwendeter Weichmacher
Es gibt zwei Hauptgruppen von PVC Weichmachern: primäre und sekundäre. Zur ers-ten Gruppe gehören Weichmacher, die sich durch eine hohe Verträglichkeit mit PVC aus-zeichnen, z. B. Dioctylphthalat (DOP), Diisononylphthalat (DINP), Dioctylterephthalat (DOTP) und Phosphorsäureester (Phosphate).
Phosphorhaltige Weichmacher kombinieren dank ihres chemischen Aufbaus und des Vorhandenseins von Phosphor in ihrer Struktur sowohl weichmachende als auch flamm-hemmende Eigenschaften für den Kunststoff, wodurch sie in spezialisierten Lösungen ein-setzbar sind, bei denen eine erhöhte Feuerbeständigkeit gefordert ist.
Sekundäre Weichmacher sind weniger kompatibel mit PVC. In industriellen Lösungen werden sie zusammen mit Primärweichmachern eingesetzt, um zusätzliche Eigenschaften zu erzielen, z. B. eine Senkung der Migrationsfähigkeit des Weichmachers, eine erhöhte Elastizi-tät bei niedrigen Temperaturen, eine höhere Ölbeständigkeit und geringe Flüchtigkeit. Zu die-ser Gruppe gehören Adipinate, Sebacate, Citrate, Trimellitate und epoxidierte Pflanzenöle wie Sojaöl (ESBO) oder Rapsöl (ERO).
Lösungen der PCC-Gruppe
Der Produktionsbereich Phosphorchemie von PCC Rokita stellt flammhemmende Weichmacher unter der Bezeichnung Roflex her. Diese Produkte gehören zur Gruppe der Phosphatsäureester (Phosphate) und sind für die Herstellung von Weich-PVC mit verbessertem Entflammbarkeitsprofil bestimmt.
Die heutigen Rechtsvorschriften im Kunststoffbereich stellen an die Hersteller nicht nur Anforderungen bezüglich der Brandausbreitung, sondern auch bezüglich der damit ver-bundenen Phänomene. Die wichtigsten davon sind die Freisetzung von giftigen Gasen und giftigem Rauch bei der Verbrennung. Gleichzeitig wird großer Wert auf zusätzliche Vorteile der verwendeten Additive gelegt, z. B. die weichmachende Wirkung bei niedrigen Temperatu-ren, eine geringe Freisetzung des Weichmachers aus dem Kunststoff oder die Umweltver-träglichkeit des Produkts.
Die Zukunft
Um mit den immer höheren Marktanforderungen Schritt zu halten, erweitert der Pro-duktionsbereich Phosphorchemie sein Portfolio an Weichmachern mit Produkten, die mehre-re gewünschte Eigenschaften miteinander kombinieren.
Demnächst kommen folgende Pro-dukte neu ins Sortiment:
- ein „grüner“ Weichmacher: speziell für Produkte mit hohen Anforderungen an Umweltverträglichkeit und Flammschutz,
- ein raucharmer Weichmacher als Kombination ausgezeichneter weichma-chender und flammhemmender Eigenschaften mit geringer Rauchentwick-lung,
- ein Niedertemperatur-Weichmacher als Additiv, das Elastizität bei niedrigen Temperaturen gewährleistet und bei Verbrennung nur geringe Mengen giftigen Rauchs freisetzt.
Mit den neuen Produkten wird sich die Möglichkeit des Einsatzes flammhemmender Weichmacher auf Anwendungen erweitern, in denen sie bisher aufgrund der oben genannten besonderen Anforderungen nicht einsetzbar waren. Mögliche Anwendungsbereiche der neu-en Produktreihe sind zum Beispiel die Branchen Kabel und Isolationsmaterial (eng. wires&cable),PVC-Bodenbeläge (eng. PVC flooring), Transport und Automobilindustrie.
Magdalena Janus
Fachassistentin
für technische Unterstützung
PCC Rokita
Patryk Juszczak
Spezialist
für technische Unterstützung
PCC Rokita