A lágyítók sokfélesége a gumiban: áttekintés

A lágyítószereket eredetük szerint gyakran osztályozzák ásványolaj-alapú, szintetikus és természetes lágyítószerekre. Különleges igények esetén a Nordmann további, speciális lágyító megoldásokat kínál portfóliójában.

A közvetlenül kőolajból származó ásványolaj lágyítószereket elsősorban a polimerek hosszabbítására és költségének csökkentésére használják, és paraffin, naftén és aromás olajokra oszthatók (attól függően, hogy melyik összetevő van túlsúlyban).

Paraffinos ásványi olajok: Ezek az ásványi olajok UV-álló vulkanizált termékekhez alkalmasak, és jó oldhatóság jellemzi őket. A szakemberek tisztasági fokuk szerint megkülönböztetik a fehér olajokat, technikai vagy orvosi minőségekbe sorolva őket. Az orvosi fehér olajok megfelelnek a nemzetközi gyógyszerkönyvek, például az Európai Gyógyszerkönyv (Ph. Eur.) és az Amerikai Gyógyszerkönyv (USP) szigorú követelményeinek.

• Technikai fehér olajok: A Shell Catenex T és a Shell Risella X olajok különböző módszerekkel előállított, magasan finomított technológiai olajok. A Shell a Catenex T olajokat oldószeres extrakciós eljárással állítja elő, míg a Shell Risella X olajok innovatív gázból folyadékká (GTL) technológián alapulnak. Mindkét olajra jellemző a gyakorlatilag színtelen és kénmentes összetétel. Ezáltal ideálisak a gumikeverékekben való felhasználásra. Lágyítóként kiváló színstabilitást, alacsony illékonyságot és alacsony kéntartalmat biztosítanak. A technikai fehér olajok növelik a polimerek láncmozgékonyságát. Ez javítja a gumikeverékek rugalmasságát és tartósságát, hozzájárul a töltőanyagok egyenletes eloszlásához és csökkenti a keménységet. Ez a végtermékek jobb rugalmasságát és hosszabb élettartamát eredményezi. A Shell Catenex T és Risella X olajok a polimerek széles skálájával kompatibilisek, beleértve a BR, EPDM, IIR és NR polimereket.
• Orvosi fehér olajok: AShell Ondina olajok aromamentes, paraffinos fehér olajok. Gumikeverékek lágyítószereként kiváló színstabilitást, alacsony illékonyságot és alacsony kéntartalmat biztosítanak. A Shell Ondina olajok a polimerek széles skálájával kompatibilisek, beleértve a BR, EPDM, IIR és NR polimereket.

Nafténes ásványi olajok: A nafténes ásványi olajok a gumifeldolgozásban használt ásványolaj lágyítószerek másik típusa, amelyek főként nafténes, azaz cikloalkán vegyületeket tartalmaznak.

• Folyamatolajok: Az Ergon International által gyártottHyPrene olajokat nyersolaj finomításával állítják elő. A paraffinos termékekhez képest nagyobb oldhatóságot biztosítanak, és így hozzájárulnak az elasztomerek fizikai tulajdonságainak javításához. Tulajdonságaik (beleértve a jelentősen alacsonyabb dermedéspontot) szintén ideálissá teszik őket az alacsony hőmérsékleten történő feldolgozásra. A HyPrene számos polimerrel (pl. NR, SBR, EPDM, BR és NBR) kompatibilis. A Nordmann partnere, az Ergon International különböző viszkozitási fokozatokban kínálja.
• Az Ergon InternationalEcoPrene folyamatolajok részben bioalapú olajok, amelyek jobb környezeti mérleggel rendelkeznek és ISCC+ tanúsítvánnyal rendelkeznek.

Aromás ásványi olajok: Az aromás ásványi olajok, mint például a TDAE, RAE és MES, alacsony költségük és jó oldhatóságuk miatt népszerűek. Javítják a korom diszperzióját, és nagyobb szakítószilárdságot és jobb szakadásállóságot eredményeznek.

• Az Ergon International által gyártottAurora Process Oils az aromás ásványi olajok fenntartható alternatívája, és 100%-ban bioalapú.
• A nafténes ásványi olajok összetételüknek és tulajdonságaiknak köszönhetően az aromás ásványi olajokat is helyettesíthetik. Az Ergon International Hyprene L2000 például helyettesítheti a TDAE-t és a RAE-t, míg a Hyprene L1200 jól helyettesíti a MES-t.

A szintetikus lágyítószerek közé tartoznak a monomer és polimer észterek, foszfátok, éterek és tioéterek, ftalátok és folyékony polimerek.

Amonomer észtereket szintetikusan állítják elő karbonsavak és alkoholok reakciójával. A felhasznált karbonsavtól és alkoholtól függően ezek az észterek többek között adipátokra, szebakátokra és trimellitátokra oszthatók:

• Az adipinsav-észtereket (adipátok), mint például a Condensia Glyplast DOA és Glyplast DIDA, gyakran használják az elasztomerek alacsony hőmérsékletű tulajdonságainak javítására. Ezek az alacsony illékonyság és a hideg viselkedés jó kombinációját kínálják. Ezenkívül különösen alkalmasak lágyítóként olyan polimerekhez, mint az ACM, AEM, CR vagy NBR, így kiváló alternatívái a ftalátoknak. A Glyplast 801 és a Glyplast 803 optimalizált adipinsav-észterek, amelyek a DOA-hoz és a DIDA-hoz képest optimalizált felhasználási hőmérsékletekkel rendelkeznek, és -50 és 175-180 °C közötti tartományt fednek le.
• Aszebacinsav-észtereket (szebakátok ), mint például a Glyplast DOS és Glyplast DIDS, elsősorban a hideg rugalmasság optimalizálására használják, mivel kiváló alacsony hőmérsékleti tulajdonságokkal rendelkeznek. Az öregedéssel és oxidációval szemben is kiváló ellenállást nyújtanak. Ez meghosszabbítja a gumitermékek élettartamát. A szebakát lágyítószerek alacsony illékonyságukról is ismertek, ami az illékony szerves vegyületek (VOC) alacsonyabb kibocsátását eredményezi. A különböző elasztomerekkel, például a CR, CM, CSM és NBR anyagokkal való nagyfokú kompatibilitásuk sokoldalúvá teszi őket, és jelentősen javítja a gumikeverékek mechanikai tulajdonságait.
• Atrimellitsav-észterek (trimellitátok ) nagyon alacsony illékonyságot és jó ellenállást biztosítanak a magas hőmérsékletekkel szemben. Gyakran használják őket a ftalátok helyettesítésére, és kiválóan kompatibilisek az ACM-mel, AEM-mel, NBR-rel és HNBR-rel. A Condensia Glyplast TML810 70%-ban fenntartható nyersanyagokból áll, és így jelentősen hozzájárul a fenntarthatósághoz. Ezenkívül nagyobb hőállóságot biztosít, mint a Glyplast TMO (más néven TOTM). Ftalátok: DINP, DOTP, DOP, DIDP és Glyplast DTDP
• A kiválasztott ftalátok már reprodukciót károsítónak minősülnek. Az USA Környezetvédelmi Hivatala szerint a DINP és a DIDP is gyaníthatóan magas szintre halmozódik fel a szervezetekben. Az Ergon International fenntartható nyersanyagokon alapuló alternatívát fejlesztett ki ipari alkalmazásokhoz: Aurora PHFree.

Apoliészter lágyítószerek polimerizált észterek, és alkoholok és karbonsavak reakciótermékeként állíthatók elő.

• Apolimerizált észter lágyítószereket elsősorban a fokozott migrációs és extrakciós ellenállás jellemzi. Emellett kiváló kompatibilitást biztosítanak különböző polimerekkel, például NBR/PVC-vel, HNBR-rel és CO/ECO-val. A Condensia Glyplast 206/X NL sorozatának poliészter lágyítói széles viszkozitási tartományt (850-9000 cP) fednek le. Alacsony illékonyságúak és magas hőmérsékleten is rendkívül stabilak. A Condensia Glyplast 20K/X NL lágyítók sorozatát fokozott hőmérséklet- és vízállóság jellemzi. A Glyplast 1070C, 15000 cP viszkozitással, extrém migrációállósági követelményekre alkalmas.

Afoszfátok vagy foszforsavészterek gyakran használhatók lángmentesítő lágyítóként. Ezek csak kis mennyiségben kompatibilisek a nem poláros gumikkal.

Folyékony polimerek

• A KURARAY LIQUID RUBBER folyékony izoprén gumi (LIR) és folyékony butadién gumi (LBR). Ezek a nagy viszkozitású szintetikus gumik izoprén, butadién és sztirol alapúak. Színtelenek, átlátszóak, szinte teljesen szagtalanok és alacsony VOC-tartalommal rendelkeznek.
• A KURARAY LIQUID RUBBER különböző típusai reaktív lágyítóként szolgálnak, és más lágyítókhoz képest lényegesen nagyobb molekulatömeggel rendelkeznek. Ezek együtt vulkanizálhatók és jelentősen csökkentik a migrációt. A KURARAY LIQUID RUBBER használata a gumikeverési szakaszban lerövidíti a feldolgozási időt, miközben hasonló fizikai tulajdonságokat biztosít. Tipikus alkalmazások közé tartoznak a gumiabroncsok, övek, tömlők és egyéb műszaki gumitermékek.
• A Kuraray kifejlesztett egy új típusú folyékony gumit (LIR, LBR, L-SBR) , amelyet folyékony farnezénguminak (LFR) neveznek. A termék természetes és fenntartható nyersanyagokon alapul, és a β-farnezén (egy megújuló monomer) polimerizált formáját tartalmazza. A bevált erjesztési folyamatok révén a szabadalmaztatott élesztőtörzsek a cukorforrásokat (pl. cukornád) β-farnézénné alakítják át.

Lucant

A Mitsui ChemicalLucant egy etilén/α-olefin oligomer, tehát szintetikus lágyítóolaj. Az ásványi olajokkal összehasonlítva különösen az EPDM-keverékeknek jobb feldolgozhatóságot, rugalmasságot, hő- és hidegállóságot, valamint optimalizált kenési és habmentesítő tulajdonságokat biztosít. Ez teszi a Lucantot kiváló választássá olyan alkalmazásokhoz, mint a szállítószalagok, csillapítók és tömítések. Különösen a mechanikai tulajdonságok, mint például a szakítószilárdság és a szakadási nyúlás magas hőmérsékleten jelentősen javulnak a Lucant használatával, csakúgy, mint a hengeren a megnövekedett tapadás miatt a feldolgozási tulajdonságok. A Lucant felhasználható a keverékek tömörítési készletének jelentős csökkentésére. Ez a tulajdonsága különösen alkalmassá teszi a terméket a csillapító alkalmazásokban való felhasználásra. A Lucant különböző viszkozitási fokozatokban kapható.

Az olyannövényi olajok, mint a pálmaolaj, a szójaolaj, a repceolaj, a napraforgóolaj és származékaik olyan zsírsavakat tartalmaznak, amelyek lágyító hatással lehetnek a gumira.

• Folyamatolajok: Az Ergon InternationalRBD növényi olajok olyan környezetbarát technológiai olajok, amelyeket kifejezetten a gumikeverékekben való felhasználásra fejlesztettek ki. Ezek az olajok finomított, fehérített és szagtalanított növényi olajokból állíthatók elő. Ezáltal fenntartható alternatívát jelentenek a hagyományos ásványi olajokkal szemben. Kiváló hőstabilitást és oxidációs ellenállást biztosítanak. Ez meghosszabbítja a gumitermékek élettartamát. Ezenkívül az RBD növényi olajok javítják a gumikeverékek mechanikai tulajdonságait azáltal, hogy növelik a rugalmasságot és a rugalmasságot. Alacsony illékonyságuknak köszönhetően csökken az illékony szerves vegyületek (VOC) kibocsátása. Összességében az Ergon International RBD növényi olajok hozzájárulnak a nagy teljesítményű, hosszú élettartamú gumitermékek gyártásához, amelyek megbízhatóan működnek hideg és meleg környezetben egyaránt.
• Az epoxidált szójaolaj a szójaolaj epoxidálással előállított származéka. A FACI-tól származó epoxolt gyakran használják természetes lágyítószerként a gumi számára, mivel jó lágyító hatással rendelkezik, és környezetbarátabb, mint egyes szintetikus lágyítók.
• Más természetes lágyítók közé tartoznak az olyan gyanták, mint a gyanta, a gumigyanta és a dammargyanta, valamint a kőszénkátrány szurok, amely a kőszénkátrány desztillációjából nyert természetes termék.

• Antisztatikus szerek: A CondensiaGlyplast AS3 egy nagy polaritású polimer lágyítószer, amelyet az antisztatikus tulajdonságok javítására terveztek. Jellemzője, hogy rövid idő után a levegő nedvességével történő aktiválással jelentősen csökkenti a gumikeverékek elektromos ellenállását. Ez az egyetlen lágyító a piacon, amely ezt a hatást korommentes keverékekben is produkálja. Ez a hatás a felületen jelentkezik, és kopással csökkenthető vagy megszüntethető. A Glyplast AS3 az FDA által jóváhagyott.
• Alternatívaként és kombinációban a Glyplast AS809 is használható. Ennek a lágyítónak az antisztatikus hatása nem felületi, hanem a gumikeverékben fejti ki hatását, ezért kopással vagy súrlódással nem távolítható el. A Glyplast AS809 nem rendelkezik FDA jóváhagyással.
• Formázást segítő anyagok: A Glyplast 706/5-et kifejezetten a poláros ACM/AEM elasztomerkeverékek formából való kivonásához fejlesztették ki. Ez a vízbázisú lágyítóolaj csökkenti a tisztítási ciklusok számát. Visszanyerhető desztillációval, és így többször újra felhasználható.

A lágyítószerek a polimerfeldolgozás kulcsfontosságú összetevői. Célzott kiválasztásuk és alkalmazásuk jelentősen befolyásolhatja a polimerek anyagi tulajdonságait és feldolgozhatóságát. Lehetővé teszik egyedi funkciójú, testre szabott termékek gyártását, és így döntően hozzájárulnak a modern anyagok teljesítményéhez.