Polyméry
Polyméry sa v čistom stave využívajú len veľmi zriedka, spravidla obsahujú rôzne prísady, pomocou ktorých je možné pripraviť materiály s požadovanými úžitkovými vlastnosťami pre konkrétne aplikácie. Základné vlastnosti materiálu sú ale vždy určené typom polyméru (makromolekulárnou látkou). Prísady môžu tieto vlastnosti zlepšovať, môžu ovplyvniť spracovateľnosť polyméru, chrániť ho voči degradačným procesom alebo znížiť len jeho cenu. Medzi hlavné nedostatky polymérov, ktorých odstránenie je prínosom pre mnohé aplikácie, môže patriť:
horľavosť,
vznik elektrostatického náboja na povrchu polymérov,
nízka odolnosť voči vysokým teplotám,
nízka húževnatosť u plastov,
nízka tvrdosť,
obmedzená odolnosť voči chemikáliám,
nevhodné optické vlastnosti,
ad.
Tepelné stabilizátory – ich úlohou je spomaliť degradačné procesy a zlepšiť odolnosť polymérov zvýšeným teplotám, ktoré sa používajú pri ich spracovaní. Pri degradácii prebieha autooxidácia, tj oxidácia polyméru vzdušným kyslíkom, sieťovanie (napr. u PE), štiepenie (skracovanie) makromolekúl (častý prípad u PP) alebo dehydrochlorácia (napr. u PVC sa v dôsledku nadmerných teplôt odštepuje z reťazca makromolekuly chlorovodík). Tepelná degradácia polymérov sa prejaví zhoršením ich úžitkových vlastností, ale aj zmenou zafarbenia. Pri voľbe vhodných stabilizátorov je potrebné u polyméru mať na zreteli aj ďalšie prísady, najmä zmäkčovadlá a plnivá, ktoré degradačné procesy často urýchľujú.
Svetelné stabilizátory – spomaľujú degradačné procesy v dôsledku slnečného žiarenia. Pre polyméry je najnebezpečnejšie UV žiarenie (žiarenie s vlnovou dĺžkou 290 až 400 nm), ktoré vyvolá vznik voľných radikálov (voľných, nepárových elektrónov). Vzniknuté radikály sú schopné vyvolať degradačný proces – štiepenie alebo sieťovanie makromolekúl. Ochrana spočíva v prídavku UV stabilizátorov, ktoré UV žiarenie neprepustia (napr. sadze) alebo ho absorbujú a zaisťujú jeho premenu na tepelnú energiu, popr. na žiarenie s väčšou vlnovou dĺžkou, ktoré je pre polyméry neškodné.
Stabilizátory so špecifickým účinkom – zabraňujú starnutiu polyméru v dôsledku pôsobenia ostatných vonkajších vplyvov v atmosfére (vodných zrážok, kyslíka, ozónu a pod.) vrátane mikroorganizmov.
Skupinu prísad, ktoré z dlhodobého hľadiska chránia polymérne výrobky pred vonkajšími vplyvmi počas ich používania, označujeme ako antidegradanty. Látky, ktoré by chránili polymérny výrobok voči teplu spôsobom, akým ho antidegradanty chránia voči slnečnému svetlu a kyslíku, zatiaľ neexistujú. Preto ich rozdeľujeme na svetelné stabilizátory a antioxidanty (látky zabraňujúce alebo prerušujúce autooxidačnú reakciu). Tepelné stabilizátory chránia polymér predovšetkým počas jeho spracovania, pretože ich účinok je pomerne krátkodobý. Výrobky, ktoré majú odolávať vyšším teplotám dlhodobo (napr. kryty motorov) je potrebné vyrábať z plastov, ktoré sú z hľadiska chemického zloženia samé dostatočne odolné vysokej teplote, alebo je možné ich odolnosť zvýšiť napríklad dodatočným sieťovaním makromolekúl.
Farbivá – dodávajú plastom požadovaný odtieň. Ide o pigmenty anorganického alebo organického pôvodu. Organické farbivá sú na rozdiel od anorganických zlúčenín v polymére rozpustné a zachovávajú tým jeho priehľadnosť (viď obr. 34). Na zafarbovanie polymérov je používaných viac ako 200 pigmentov oboch pôvodov. Vhodný pigment musí byť odolný voči bežným spracovateľským teplotám daného polyméru.
Opticky zjasňujúce látky – sú to látky, ktoré pohlcujú časť UV žiarenia a pohltenú energiu potom vyžarujú počas osvetľovania vo forme fluorescencie, tj žiarenia s väčšími vlnovými dĺžkami. Ľudskému oku tak vytvára dojem, že sledovaná farba je na dennom svetle jasnejšia. Uplatňujú sa najmä pri farbení do modrých, fialových a ružových odtieňov.
Mazivá – uľahčujú spracovanie polymérov (tekutosť taveniny alebo vyberanie dielu z formy), ale zlepšujú aj mnohé vlastnosti výrobkov, napr. vzhľad, tepelnú a svetelnú stabilitu či odolnosť voči poveternosti. Mazivá s vonkajším účinkom, tj látky málo rozpustné v polymére a preto vystupujúce na jeho povrch, vytvárajú na povrchu polyméru vrstvu, ktorá uľahčí vybratie výrobku z formy (oddelenie výrobku od povrchu formy). Mazivá s vnútorným účinkom, ktoré sú v polymére dobre rozpustné, znižujú viskozitu jeho taveniny (odpor proti tečeniu) a uľahčujú jeho spracovateľnosť. Predpokladá sa, že všetky mazivá plnia viac alebo menej obe úlohy (záleží na medzi rozpustnosti medzi polymérom a mazivom).
Na uľahčenie vyberania výrobkov z foriem sú používané aj separačné činidlá: silikónové oleje alebo polytetrafluóretylénové (PTFE) disperzie vo forme nástrekov, ktoré majú vynikajúcu tepelnú stabilitu (do 300 °C). Na druhú stranu ich aplikáciou môžu vzniknúť ťažkosti pri následnom potlačovaní alebo pokovovaní povrchov výrobkov.
Zmäkčovadlá – jedná sa o organické kvapaliny s vysokým bodom varu, ktoré zlepšujú ohybnosť, rázovú húževnatosť a tekutosť taveniny, avšak na úkor iných mechanických vlastností polyméru (napr. medze pevnosti). Princípom pôsobenia zmäkčovadiel na polyméry je zvýšenie vnútornej pohyblivosti makromolekúl, ich oddialenie a následný pokles síl medzi nimi.
Antistatika – prísady, ktoré zvyšujú elektrickú vodivosť polymérov (znižujú povrchový odpor). Tieto látky môžu byť silne hydrofilné (tzn. schopné viazať vodu) alebo s elektricky vodivou štruktúrou. Vo svojich molekulách obsahujú okrem uhlíka a kyslíka často dusík, fosfor a síru.
Nadúvadlá – sú prísady, ktoré sa pridávajú k polymérom pri príprave ľahčených hmôt. Látky sa pri zahriatí na spracovateľskú teplotu polyméru rozkladajú a uvoľňujú plyny, ktoré potom vo výrobku vytvoria uzavreté, otvorené alebo navzájom prepojené dutinky (póry), viď obr. 35. Plynnou zložkou ich rozkladu býva najčastejšie dusík alebo oxid uhličitý.
Retardéry horenia – látky spomaľujúce proces horenia.
Medzi prísady (aditíva) pridávané k polymérom možno zaradiť aj tvrdidlá, ktoré u živíc spôsobia vznik priečnych väzieb a tým vytvrdenie (zosieťovanie) aj iniciátory (katalyzátory) a urýchľovače reakcií, ktoré ovplyvňujú účinok tvrdidla a rýchlosť vytvrdzovania. Najväčší význam však majú plnivá, ktoré majú rôzne poslanie, ako dokazujú nasledujúce odseky. Svojou štruktúrou, zložením, chemickým charakterom a fyzikálnymi vlastnosťami sa podstatne líši od vlastností polymérov, ktoré zastávajú funkciu spojiva (matrice).
