Причиной появления неприятных запахов становятся многие соединения, обнаруженные в пластмассах. К ним относятся амины, фенолы, меркаптаны, пероксиды, стиролы, альдегиды, кетоны, спирты, а также некоторые пластификаторы и антипирены. Органические растворители, применяемые при обработке пластмасс, также могут выделять сильные химические запахи…
В данной статье приводится краткий обзор тех мер, которые можно принять для ослабления запахов пластмасс.

Реагируя на предпочтения пользователей, компании, которые занимаются составлением и изготовлением полимеров, в течение долгого времени стараются ослабить агрессивные запахи, выделяемые готовыми пластмассовыми изделиями. Обычно это делается путем замены неприятно пахнущих добавок на материалы со слабыми запахами, минимизацией количества мономеров в пластмассах, добавлением в пластмассы поглотителей запахов, а также использованием антимикробных средств для предотвращения образования запахов микроорганизмами и грибками. Во время обработки переработанных пластмасс экстракция растворителем и дегазирование могут способствовать ослаблению устойчивых запахов.

Причиной появления неприятных запахов становятся многие соединения, обнаруженные в пластмассах. К ним относятся амины, фенолы, меркаптаны, пероксиды, стиролы, альдегиды, кетоны, спирты, а также некоторые пластификаторы и антипирены. Органические растворители, применяемые при обработке пластмасс, также могут выделять сильные химические запахи…

В данной статье приводится краткий обзор тех мер, которые можно принять для ослабления запахов пластмасс.

Другие добавки
Третичные амины, которые используются в производстве формованного полиуретанового пенопласта, часто ассоциируются с сильными запахами и запотеванием окон автомобилей. Предпринимались различные попытки заменить некоторые амины. Одним из подходов является использование полиолов, которые не только входят в цепи полиуретановых полимеров, но и характеризуются каталитической активностью. Такие полиолы могут заменить до половины катализаторов для некоторых третичных аминов и способствовать ослаблению запахов.

Теплостабилизаторы со слабым запахом на основе цинка, которые используются в экструдированном или каландрированном ПВХ, часто заменяют феноловые стабилизаторы. Октилтиновые термостабилизаторы также часто применяются для изготовления компонентов, содержащих ПВХ, благодаря слабому запаху и низкому затуманиванию. Понижающие трение добавки, которые представляют собой амиды жирных кислот растительного происхождения, например олеиновая кислота, скорее всего, будут выделять меньше запаха в упаковках для продуктов питания, изготовленных из полиолефина и стирола, в сравнении со своими аналогами животного происхождения.

Переход к более чистым полимерам
У многих пластмасс может появиться неприятный запах вследствие наличия остатков мономеров. В особенности это относится к ПВХ, полистиролу, поливинилацетату и акриловым эфирам. От подобных запахов можно избавиться, выбирая полимеры с минимальным количеством остаточных мономеров. Помимо этого можно использовать полимеры, у которых запах отсутствует изначально. Например, один из поставщиков (DuPont) некоторое время назад представил новые сорта ацеталевых сополимеров, которые производятся в целях ослабления испарения в деталях, изготовленных методом литья под давлением.

Добавление адсорбентов
В целях поглощения нежелательных запахов внутри материалов в полимеры можно добавить небольшое количество синтетических цеолитов, например цеолитовых порошков, которые основаны на металлических алюмосиликатах. Добавки устраняют запах путем улавливания органических молекул, производящих запах, внутри их высокопористых кристаллических структур. Цеолитовые адсорбенты успешно применяются для изготовления экструдированных полиолефиновых труб и контейнеров, изготовленных в пресс-формах для литья под давлением и экструзии, а также защитных упаковочных материалов, покрытий, наносимых методом экструзии, и герметизирующих полимеров. Цеолитовые порошки также можно включить в состав пластмасс в качестве влагопоглотителей для удаления жидкости, становящейся одной из причин появления запаха.

Использование антимикробных средств
В пластмассы часто добавляют антимикробные средства. К самым распространенным антимикробным средствам относятся 10,10'-оксибисфеноксазин (OBPA), трихлоргидроксидифенилэфир (триклозан), н-октилизотиазолинон (OIT), 4,5-дихлоризотиазолинон (DCOIT), меркаптопиридин-н-оксид, и бутилбензизотиазолинон. Металлоорганические соединения олова и серебра также иногда используются в качестве антимикробных средств.

Антимикробные средства применяются во многих отраслях

Использование методов десорбции
Пластмассы можно избавить от нежелательных запахов, если подвергнуть их воздействию внешних агентов, поглощающих запах, например активированного угля или кварца с большой площадью поверхности. Для ускорения процесса это можно сделать в условиях вакуума.

Устранению запаха также может поспособствовать промывание пластмасс в особых моющих растворах. Обычно к ним относятся водные, щелочные растворы, содержащие поверхностно-активные вещества. Они содействуют удалению виниловых мономеров, стиролов, акрилатов, акриловых мономеров и ненасыщенных углеводородов.

Добавление ароматизаторов
Добавление благоухающих ароматизаторов не устраняет запахи, но скрывает их, чего вполне достаточно во многих случаях. В наличии имеются коммерческие ароматизаторы для таких полимеров, как полиэтилен, полипропилен, а также олефиновые термопластичные эластомеры. Их можно использовать в процессах литья под давлением, экструзии или выдувного формования. Ароматизаторы не всегда сохраняют свою насыщенность на протяжении всего срока службы формованной детали. Их долговечность зависит от степени первоначальной концентрации, соотношения объема на площадь поверхности, воздействия температуры или влажности, а также упаковки готовых изделий в герметичные защитные материалы. Ароматизаторы главным образом используются при производстве игрушек, хозяйственных товаров, емкостей для косметики, потребительской электроники, а также оборудования для лужаек и садов.

Обработка переработанного материала
Запах становится постоянной проблемой вышедших из употребления пластмасс. большинство перерабатываемых пластмасс, например полиэтилен высокого давления (HDPE), полипропилен, ПВХ и полиэтилентерефталат (PET), должны пройти процесс обмывания жидкими растворами для удаления загрязнителей. Однако, переработанные полимеры могут надолго сохранить оставшиеся внутри запахи. Составы, ответственные за эти запахи можно удалить экстракцией растворителем при помощи органических растворов. В последнее время появился метод экстракции растворителем, при которой в качестве растворителя используется сверхкритический углекислый газ. Эта технология, продемонстрированная на HDPE и PET, может удалить пахучие загрязнители из пластмассовых контейнеров для нефти, контейнеров для пестицидов и других изделий, вышедших из употребления. Преимущество системы на основе CO2 состоит в том, что в ней нет органических растворителей, которые могут стать источником трудностей при удалении.

Механизмы для дегазирования, входящие в состав экструдеров для гранулирования переработанных пластмасс, также эффективно удаляют некоторые более летучие соединения, становящиеся причиной нежелательных запахов.

Изучение запахов пластмасс
Поскольку запахи представляют собой индивидуально проявляющийся феномен, создание системы их классификации и измерения является сложной задачей. Для объективного определения запаха в первую очередь необходимо использовать исследовательские группы людей для определения и ранжирования запахов по степени их приятности. После этого, ответы участников этих групп можно было бы связать с измерениями летучих соединений в пластмассах, которые были сделаны при помощи стандартных инструментальных аналитических методов, например газовой хроматографии/масс-спектроскопии (GC/MS). Однако для верной интерпретации результатов, полученных этими старыми инструментальными системами, требуется тщательная работа специалистов.

Более современные приборы по обнаружению запахов пластмасс, которые называют «электронными носами», работают на основе матрицы электронных газовых датчиков и технологии распознавания образов. Для того чтобы использовать их, технические специалисты нагревают образец для отвода летучих соединений, которые передаются к матрице датчиков. Результаты представляются в виде статистической модели, которую легко можно связать с результатами выборки, полученной у исследовательских групп. В зависимости от необходимого уровня детализации данных, запахи летучих соединений можно классифицировать как приятные, нейтральные и неприятные. Также отчет можно составить по принципу интенсивности и концентрации молекул.

На высококонкурентном рынке пластмасс агрессивные запахи могут стать причиной падения продаж, а нейтральные или приятные запахи могут повысить привлекательность продукта для потребителя. Использование ослабляющих запах технологий может слегка повысить стоимость пластмассовых изделий в краткосрочной перспективе, а в долгосрочной – принести значительные дивиденды.
 

При подготовке статьи использованы материалы http://www.omnexus.com

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

автор: 

Любовь Олиферова,
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru