PCR运行?使用稳定剂优化性能和加工性能

尽管存在诸如原始树脂价格降低等抵消因素，但包装、管道和家具等应用领域对消费后回收(PCR)的需求依然强劲。原因之一是承诺主要品牌满足消费者对可持续产品和包装的需求。此外，有新的法规鼓励塑料的再利用以支持循环。例如，在2022年，英国将引入一个塑料包装税鼓励使用再生塑料。此外，欧洲联盟理事会(欧盟)通过2019年的指令这将引入对某些一次性塑料产品的限制。该计划包括到2025年塑料瓶的可回收含量至少达到25%，到2030年达到30%的目标。

随着对聚合酶链反应含量的需求和使用的不断增加，聚合物降解问题再次受到关注。聚合酶链反应含量的特性，如熔体流动、颜色和污染，与适当的稳定性直接相关——无论是由塑料生产商上游还是由回收商和加工者下游。

然而，到目前为止，重新稳定聚合酶链反应产品所引起的关注还不及我们的循环经济所面临的更大挑战，如改进回收人员教育和更新回收设施。例如，在美国，回收行业已经并将继续投资于新技术，以改善回收材料的分类和质量。这些努力将有助于提高PCR含量再稳定的有效性。

聚合酶链反应的性质，如熔体流动，颜色和污染，直接关系到适当的稳定性。

虽然这些基础设施的改善至关重要，但聚合酶链反应材料的稳定性对于塑料行业生产高质量的聚合酶链反应材料来满足品牌的要求也至关重要。有效的稳定可以:

•改善物理性能，延长最终应用的使用寿命。

提高材料的加工能力以保持生产率。

反过来，更好的性能和可加工性可以帮助:

•增加可用于特定应用的PCR含量百分比。

•扩大使用PCR材料的应用范围。

PCR含量稳定的好处

每当聚合物在回收过程中被加热、剪切或受力时，其原始分子结构就会发生变化。这些变化影响物理性能，如冲击和拉伸强度。它们也会影响熔体的流动，而熔体的流动是影响高效生产和模具完全填充的关键因素。此外，回收可能会导致材料的颜色发生变化，从而限制了聚合酶链反应材料的应用。其他视觉特性，如光泽或清晰度，也会受到影响。

化学稳定剂可以防止或减少这些不良影响。它们可以优化熔体流动，以更好地处理，保存物理特性，以支持更好的应用性能，并防止或尽量减少氧化降解，可能导致开裂和故障。

在树脂制造过程中可以加入化学稳定剂，使原始材料可以多次循环使用。此外，在回收公司过滤聚合酶链反应材料的过程中，还可以添加稳定性。回收公司将聚合酶链反应材料熔化并清洗，以去除导致凝胶和黑点的杂质。在树脂的每个阶段保持稳定剂的水平是最佳回收的关键。

一些回收企业使用稳定技术是为了提高聚合酶链反应材料的质量或满足客户的要求，而另一些企业则没有这样做——要么是因为客户没有要求稳定的聚合酶链反应含量，要么是为了避免在利润微薄的市场上增加产品成本。

然而，回收行业对稳定剂的使用显示出了更强有力的支持。化学稳定剂有助于推进塑料回收协会(APR)的四个重要目标，以改善塑料循环经济:增加供应，提高质量，扩大需求和沟通价值。稳定性扩大了聚合酶链反应含量的潜在用途，因为与降解树脂相比，该材料的质量更高，并使更多的内容可用于更高价值的应用。

稳定剂的工作原理

当树脂由聚合物生产商制造时，其结构是高度受控的，以提供良好的物理和视觉性能一致性。它通常还伴随着基本水平的稳定剂共混物，这使得这些特性不受树脂在转化为最终产品过程中所面临的严酷工艺条件的影响。

在树脂的每个阶段保持稳定剂的水平是最佳回收的关键。

这些稳定剂混合物通常由以下几部分组成:

•一种抗酸剂，可以中和聚合物生产中残留的催化剂。这些残留物会对颜色和物理性能产生负面影响。

一种主要的抗氧化剂，在加工过的物品中有活性。这些抗氧化剂通过捕获传播降解链式反应的以氧为中心的自由基来防止自身氧化。

第二抗氧化剂，在熔体阶段起作用。它会破坏熔化过程中产生的氢过氧化物，否则氢过氧化物就会破坏主要的抗氧化剂。二级抗氧化剂还有助于延缓醌的形成，醌是一种变色的副产物，在初级抗氧化剂被消耗时形成。

通常，基础稳定剂包只足够一次使用，并在第一次使用聚合物时耗尽。由于聚合物中稳定剂的含量不足，在回收过程中恶劣的条件会更严重地降解材料并破坏其性能。

保持工作效率

反对使用PCR含量的一个理由是它对高速注射成型、吹塑成型和挤压工艺的潜在影响。聚合酶链反应材料的熔体流动性差，会减慢生产速度。添加稳定剂可以帮助防止这个问题。

在氧化降解过程中，聚合物链以不同的、消极的方式发生变化。高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LLDPE)等聚合物倾向于交联，提高了熔体粘度，并产生凝胶等人工产物。在PP等聚合物中，氧化降解过程导致链断裂，导致PP链断裂，熔体粘度降低。熔体流动的这些变化对熔体处理的一致性产生了问题。随着稳定剂包的加入，聚合物链的变化得到了缓解，熔体流动更加稳定。

稳定包装可以支持当前版本的树脂，同时提高未来的用途。一个例子是消费后的HDPE瓶，它经过分类、研磨、清洗、干燥，然后挤压成一个部分熔融的颗粒。为了增加分熔体HDPE的流动性，可以使用具有润滑性能的金属硬脂酸盐，如硬脂酸钙和硬脂酸锌。这些添加剂的额外好处是，是伟大的酸清除剂，有助于保护稳定系统和防止设备腐蚀。

聚合酶链反应材料的熔体流动性差，会减慢生产速度。添加稳定剂可以帮助防止这个问题。

维护再循环能力

使用稳定剂的一个担忧是它们可能对可回收性产生的潜在污染影响。正如预期的那样，许多利益相关者对污染回收流持谨慎态度，而工业团体也在不断努力提供实用的指导方针。然而，对于回收材料的使用者来说，添加剂正成为越来越有价值的工具。在树脂生产过程中，许多添加剂可以在合理的水平上使用，同时仍然允许材料可回收。这些添加剂包括稳定剂、成核剂、润滑剂和冲击改性剂。

扩展应用程序

稳定PCR含量的一个重要好处是扩大了应用的可能性。通过有效的稳定性，PCR材料可以用于高价值的应用，而不是向下循环成低价值的部分。

例如，美国州公路和运输官员协会(AASHTO)采用新规范考虑到包含回收内容的波纹HDPE管道可能的失效模式。新的规范现在包括了对氧化诱导时间的最小长度的要求，这是树脂中存在的稳定水平的衡量标准。该协会认识到，聚合物的稳定性是必要的，以防止这些管道中的化学失效，否则使用回收HDPE将是一个负担。添加稳定剂有助于HDPE回收商满足这些严格的要求，并鼓励使用回收的HDPE在排水管道，使寿命更长。

另一个例子是木塑复合材料，它一直是可回收聚烯烃的传统成功案例。

关于作者:Roberto Nunez他是Baerlocher美国公司特殊添加剂部门的业务主管。他自2017年起担任该职位，负责管理该部门的损益、销售、营销、战略发展、创新和技术支持。在加入Baerlocher USA之前，Nunez曾担任Milliken Chemical执行领导团队的成员12年。baerlocher.com．

伊恩查询是Baerlocher USA特殊添加剂部门的技术专家。他自2018年起担任该职位，负责支持下游回收和木塑料复合材料客户。在加入Baerlocher之前，Query是耐克材料科学创新团队的研究员，专注于材料加工创新和实验室测试。他还拥有PVC加工经验，为Emerald Kalama Chemical的应用团队服务，并进行PVC增塑剂的研究。query.ian@baerlocher.com