محصولات پایدار کننده (آنتی اکسیدان و آنتی یو وی) مورد استفاده در پلاستیک های کشاورزی

تامین کنندگان افزودنی آنتی اکسیدان های جدید و تثبیت کننده های UV را برای محافظت از کامپاندهایی با کاربردهای چالش برانگیز در بازارهای مختلف توسعه داده اند. نوشته جنیفر مارکاریان (Jennifer Markarian):

افزودنی‌های تثبیت‌کننده، از جمله آنتی‌اکسیدان‌ها و تثبیت‌کننده‌های نور ماوراء بنفش (UV)، کلید افزایش دوام محصولات پلاستیکی هستند که مستقیماً بر پایداری تأثیر می‌گذارند. آنتی اکسیدان ها از پلیمر در برابر اکسیداسیون در حین فرآیند، استفاده یا فرآیند مجدد در حین بازیافت محافظت می کنند. تثبیت کننده های نور از پلیمر در برابر تخریب ناشی از نور در استفاده داخلی یا بیرونی محافظت می کنند. فرمولاسیون بسیار وابسته به کاربرد نهایی و شرایطی است که انتظار می رود پلاستیک در آن حضور داشته باشد.

آخرین تثبیت کننده گرما و نور BASF، Tinuvin NOR 211 AR برای فیلم های پلاستیکی مورد استفاده در کاربردهای کشاورزی (plasticulture)، از جمله باغبانی های نوین تحت تابش شدید UV و یا وجود سطوح بالای مواد شیمیایی کشاورزی معدنی که حاوی گوگرد و کلر هستند، است. به گفته BASF، این مواد شیمیایی به دلیل اتخاذ شیوه هایی از جمله مدیریت یکپارچه آفات و کشاورزی ارگانیک به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. در عین حال، گرایشی به سمت فیلمهای چندلایه نازک‌تر و بادوام‌تر وجود دارد که به دلیل کاهش ضایعات پلاستیکی و تسهیل بازیافت پایدارتر دیده می‌شوند. این فیلم ها که اغلب پلی اتیلن (PE) هستند، باید برای تحمل این شرایط سخت تثبیت شوند.

Bettina Sobotka، رئیس بازاریابی جهانی و توسعه افزودنی‌های پلاستیکی در BASF، گفت: «افزودنی Tinuvin NOR 211 AR طیف گسترده‌ای از چالش‌ها را در پلاستیک‌های کشاورزی، از جمله الزامات پایداری، افزایش قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، مدت زمان استفاده طولانی‌تر و روند کاهش قیمت، برطرف می‌کند. افزودنی های NOR [non-basic aminoether] HALS [hindered amine light stabilisers] BASF با حرکت فراتر از افزودنی های مبتنی بر HALS ثانویه و متیل دار، پایداری را بهبود می‌بخشد. از طریق همکاری با تولیدکنندگان پلاستیک کشاورزی و همچنین کشاورزان، ما تبادل دانش و تخصص را تسهیل می‌کنیم و راه‌حل‌هایی را ایجاد می‌کنیم که در نهایت منجر به بهبود عملکرد محصول می‌شود.»

تثبیت کننده جدید بخشی از مجموعه Valeras BASF است که به گفته این شرکت برای کمک به کاربران در دستیابی به اهداف پایداری خود طراحی شده است. این شرکت می‌گوید از برق تجدیدپذیر برای تولید این افزودنی استفاده می‌شود و شکل محصول، دقت دوز مواد را از جمله مزایای دیگر بهبود می‌بخشد.

سایر زمینه‌های کلیدی برای تثبیت‌کننده‌های فرابنفش، محصولات قالب‌گیری دورانی هستند که برای استفاده‌هایی مانند مخازن آب یا کایاک به پایداری طولانی‌مدت در فضای باز نیاز دارند. جو فی (Joe Fay)، دانشمند اصلی در BASF گفت: «ما شاهد تقاضای بیشتری برای طول عمر بیشتر در فضای باز هستیم. تثبیت کننده Tinuvin IS 2520 این شرکت، بخشی از مجموعه Valeras، برای ارائه 10 تا 15 سال عمر در فضای باز طراحی شده است. برای قالب‌گیری دورانی بهینه شده است، جایی که پخت سریع‌تر، زمان چرخه سریع‌تر، ثبات رنگ و پنجره پردازش گسترده‌تر را فراهم می‌کند.

BASF اولین افزودنی های پلاستیکی متعادل با زیست توده خود را راه اندازی کرد که توسط TÜV Nord برای تعادل جرم مطابق با سیستم بین المللی پایداری و گواهی کربن (ISCC Plus) تایید شده است، که از استفاده از مواد اولیه تجدید پذیر برای جایگزینی مواد اولیه فسیلی پشتیبانی می کند و با تضمین زنجیره نگهداری به توسعه پایدار کمک می کند. در طول زنجیره ارزش این محصولات در مقایسه با همتایان معمولی؛ عملکرد یکسان و همچنین کیفیت، نظارت محصول و جنبه های نظارتی یکسان را ارائه می دهند و بنابراین نیازی به صلاحیت مجدد یا فرمول مجدد ندارند.

BASF گفت: «در ابتدای زنجیره ارزش، مواد خام فسیلی با مواد اولیه زیستی دارای گواهی ISCC جایگزین می‌شود و مقدار مربوطه بر اساس رویکرد تعادل جرم به محصول نسبت داده می‌شود. از طریق انتساب این مواد اولیه تجدیدپذیر با منابع پایدار، ردپای کربن محصول از آغاز تا تولید (cradle-to-gate) به طور قابل توجهی تا 60 درصد در مقایسه با میانگین جهانی ردپای کربن محصول در گریدهای معمولی کاهش می یابد.

اولین محصولات BASF که گواهینامه دریافت کرده و در سبد Valeras شرکت گنجانده شده اند، آنتی اکسیدان های با کارایی بالای، Irganox 1010 BMBcert و Irganox 1076 FD BMBcert هستند. این محصولات ابتدا در سایت BASF در Kaisten سوئیس تولید خواهند شد.

همچنین گروه SI؛ ANOX NDB S2225 مورد استفاده در کامپاندهای PP خودرو، حفاظت حرارتی بیشتر، انتشار کمتر VOC و ثبات رنگ بهتر در مقادیر استفاده کمتر از مستربچ رنگی را ارائه می‌کند. این شرکت می گوید که این محصول برای کامپاندهای PP با درصد بالایی از مواد PP بکر مناسب است.

A stabiliser blend shows improved properties for PP automotive compounds

Source: SI Group

افزایش ماندگاری

گرید SongNox 9228 شرکت Songwon یک آنتی اکسیدان ثانویه برپایه فسفیت است که پایداری هیدرولیتیکی پلی الفین ها را به ویژه در دماهای فرآیند بالا بهبود می بخشد. این آنتی اکسیدان همچنین محافظت از رنگ را در HDPE کاتالیز شده با کروم و همچنین در PP و کامپاندهای مهندسی ایجاد می کند. نسخه اصلاح شده افزودنی جدید، SongNox 9228T، حاوی بخش کوچکی از تری ایزوپروپانول آمین است و یک محصول جامد است که برای مستربچ ها طراحی شده است.

افزودنی آنتی یو وی تریازین این شرکت، SongSorb 1164، می تواند برای بهبود هوازدگی در فضای باز در پلی الفین ها و پلاستیک های مهندسی یا برای بهبود پایداری UV پلی اولفین های مورد استفاده در بسته بندی های مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

Songwon ادعا می کند که یک نقشه راه کاهش کربن ایجاد کرده است که هدف کاهش کربن به صفر با توجه به الزامات Scope 1 (مستقیم) و Scope 2 (غیر مستقیم) تا سال 2050 است. این شرکت همچین گفته  چرخه عمر مفید (LCAs) را برای محصولات اصلی خود افزایش داده است.

در NPE 2024، Clariant دو افزودنی تثبیت کننده نور را برای فیلم های کشاورزی در قاره آمریکا برجسته کرد. افزودنی های Addworks AGC را می توان توسط مستربچ یا مستقیماً توسط تولیدکنندهای فیلم استفاده کرد.

Addworks AGC 102G مخصوصاً برای کاربردهای فیلم‌های گلخانه‌ای طراحی شده است و محافظت فوق‌العاده در برابر اشعه ماوراء بنفش را تحت یک محیط شیمیایی خشن ارائه می‌کند، که به ویژه برای صنعت کشاورزی نوین که در آن غلظت‌های بالای گوگرد، کلر و آهن استفاده می‌شود، مهم است. الیاندرو فیلیپ، رئیس بخش فروش آمریکا برای راه حل های پلیمری افزودنی، گفت: “ما شاهد افزایش استفاده از مواد شیمیایی و افزایش سطح قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش هستیم.” فیلم‌ها باید سه تا پنج سال در این زمینه دوام بیاورند و از افزودنی برای جلوگیری از تخریب زودرس استفاده می‌شود. در همین حال، افزودنی همچنین مه را کاهش می دهد، شفافیت فیلم را حفظ می کند و راندمان رشد محصول را افزایش می دهد.

در همین زمینه، Addworks AGC 970G برای کاربردهای فیلم مالچ توسعه داده شد، از فیلم در برابر قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و مواد شیمیایی محافظت می کند، در حالی که با اثر بخشی بیشتر باعث می شود دوز مصرف این افزودنی ها نیز کاهش یابد.

Clariant همچنین AddWorks PKG 158 را در پاسخ به افزایش استفاده از مواد بازیافتی توسط کامپاندرها و تولیدکنندگان پلیمر به منطقه آمریکای شمالی آورد. افزودنی آنتی اکسیدانی بسیار کارآمد که محافظت از رنگ را فراهم می کند و تخریب اکسیداتیو حرارتی پلیمر را در طی فرآیندهای تبدیل متعدد کاهش می دهد. این افزودنی تثبیت فرآیند را در دماهای بالا افزایش می دهد و تغییر رنگ کم محصول را فراهم می کند.

فیلیپ گفت: «از آنجایی که مشتریان ما استفاده خود را از محتوای بازیافتی افزایش می دهند، ما AddWorks PKG 158 را برای فرایند پذیری و بهبود رزین برای بازیافت پلاستیک در پایان زنجیره بهینه سازی کرده ایم.

طراحی یک ترکیب برای پایداری در شرایط سخت و متغیر در فضای باز مستلزم فرمولاسیون دقیق و آزمایش های گسترده برای رفع نیازهای کاربردهای خاص است.

Techmer PM دارای پکیج افزودنی UV سفارشی برای فیلم‌های کشاورزی است که به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به فیلم‌ها اجازه می‌دهد تا در فصل رشد در مزرعه باقی بمانند و خواص کششی را در محیط‌های شدید حفظ کنند. این شرکت همچنین محصولات UV را برای فیلم‌های کمپوست‌پذیر طراحی کرده است که قرار است در مزرعه نصب شوند و به مدت یک سال مورد استفاده قرار گیرند، با افزودنی که به طور خاص برای یک منطقه، طول فصل رشد و ضخامت فیلم طراحی شده است. بسته به کاربرد، پکیج های UV برای مواجهه‌های محیطی مختلف، از جمله مواد شیمیایی آفت‌کش‌هایی که معمولاً در صنعت کشاورزی استفاده می‌شوند، طراحی می‌شوند که افزودنی های UV معمولی نمی‌توانند دوام بیاورند.

منبع: www.basf.com, www.siigroup.com, www.doverchem.com, www.chitec.com, ww.radicalmaterials.com, www.songwon.com, www.clariant.com, www.techmerpm.com, Coumpounding World Sep 2024