Additive
Additive (lat. additivum „hinzugegeben, beiliegend“), auch Hilfsstoffe oder Zusatzstoffe genannt, sind Stoffe, die Produkten in geringen Mengen zugesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erreichen oder zu verbessern.
Additive werden eingesetzt, um einen positiven Effekt auf Herstellung, Lagerung, Verarbeitung oder Produkteigenschaften während und nach der Gebrauchsphase zu erreichen. Im Gegensatz zu Füllstoffen sind Additive im Material sehr fein verteilt (häufig gelöst) und tragen fast immer nur zu wenigen Prozent zum Gesamtvolumen bei.
Füllstoffe
In der Kunststofftechnik werden Füllstoffe zur Optimierung des Eigenschaftsprofils von Kunststoffen eingesetzt. Die Einarbeitung erfolgt durch eine Compoundierung. Im Vordergrund der Compoundierung mit Füllstoffen steht häufig die Optimierung und Erhöhung der Steifigkeit, Verminderung der Schrumpfung und Verbesserung der Oberflächenanmutung. Weiter ist auch eine gezielte Erhöhung der thermischen oder elektrischen Leitfähigkeit möglich.
Das fertige Produkt der Compoundierung wird in zwei Gruppen unterschieden, das Kunststoffcompound und das Additiv- oder Farbmasterbatch. Für den Verarbeiter von Kunststoffen ist der Einsatz von solchen Produkten genauer und sauberer.
Ein Kunststoffcompound ist eine Fertigmischung, die meistens ohne Zusatz verarbeitet werden kann. Additivbatches sind diejenigen Produkte, die mit chemischen Substanzen gefüllt sind, um damit die Eigenschaften des Kunststoffes zu verändern, beispielsweise mit Gleitmitteln oder Antiblock, beides Produkte, die in der Folienindustrie Anwendung finden.
Farbmasterbatches finden ihre Berechtigung darin, dass es sauberer ist, ein schon fertiges Batch statt Roh-Pigmente als Zusatz zu verwenden. Dabei wird das Pigment vor der Verwendung in ein Trägermaterial eingearbeitet, das verträglich mit dem einzufärbenden Kunststoff ist. Der Füllgrad solcher Farbbatches kann je nach Beschaffenheit der Pigmente bis zu 85 % erreichen. Von einem Kombi-Batch spricht man, wenn mehrere Eigenschaften mit einem Batch erreicht werden sollen (Slip-/Antiblock-Batch).
Um das verwirrende Bild von Compound, Additiv- und Farbmasterbatch mit einem Vergleich zu verdeutlichen: Compounds kann man mit Fertigbackmischungen gleichsetzen, die ohne weitere Zusätze direkt zu verarbeiten sind. Additive übernehmen die Rolle von Hefe oder Backpulver, Farben können die Schokolade oder der Kakao sein, die einer Kuchenmischung zugefügt werden. Batches sind im Sinne der Fertigmischung nur Bestandteile des Compounds.
Wichtige Füllstoffe von thermoplastischen Kunststoffen sind:
Glasfasern, Glaskugeln und Glasbruch
mineralische Füllstoffe wie Calciumcarbonat und Talkum
Kohlenstofffasern (Kurzfasern)
Ruße
Auch in Duroplasten werden oft Füllstoffe eingesetzt. Sie sind in diesem Bereich häufig die Ursache für erhöhte Anforderungen an die zur Verarbeitung eingesetzten Vergussanlagen, aufgrund der ansteigenden Viskosität, der Segregation (Entmischung) der Phasen sowie der abrasiven Wirkung der Füllstoffe.
Bei Elastomeren werden Ruß und anorganische Füllstoffe verwendet. Es stehen hierbei die mechanischen Kenngrößen im Vordergrund.
Typische Additive
Die Additive umfassen eine typischerweise breit gefächerte und sehr heterogene Gruppe von Anwendungsmöglichkeiten.
Verarbeitungshilfsmittel wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel und Emulgatoren
Bindehilfsmittel wie Härter (sog. Co-Härter zum Einstellen eines spezifischen Eigenschaftsprofils), Lösemittel (z. B. sog. Co-Lösemittel in wässrigen Lacken und Verdünnungsmittel)
Trockenstoffe (Sikkative) bei Kunststoffen, Lacken und Naturharzen
Netz- und Dispergierhilfsmittel, Lacke und Anstrichmittel
Antioxidantien, Lacke und Anstrichmittel
Trocknungsmittel und Befeuchtungsmittel
Zuschlagstoffe in Baumaterialien, Betonzusatzstoffe
Weichmacher in Kunststoffen
Lichtschutzmittel (UV-Absorber und / oder Radikalfänger) in Kunststoffen und Lacken
Verlaufsmittel für eine möglichst glatte Lackoberfläche
Entschäumer und Entlüfter in Beschichtungsstoffen
Mattierungsmittel (hauptsächlich für Lacke)
Triebmittel zur Schaumbildung
Hautverhinderungsmittel
Korrosionsschutzmittel, Enthärter und Biozide in Wasserkreisläufen, letztere auch in Pigmentpräparationen, wasserbasierten Lacken und Dispersionsfarben
Konservierungsmittel und Antioxidationsmittel
Nahrungsmittelzusatzstoffe und Futtermittelzusatzstoff wie Mineralien, Vitamine und Farbstoffe
Antistatika in Laminatfußböden
Flammschutzmittel
Adsorptionsmittel
Flussmittel (Löten) zur Vorbereitung von Lötflächen
Verschnittmittel sind preiswerte Zusätze, die dem Auffüllen an notwendigen, aber teuren Stoffen dienen, die für die angestrebte Eigenschaft nötig sind.
Es können jedoch auch Rohstoffe die Funktion eines Additives übernehmen, die üblicherweise nicht als Additiv eingesetzt werden bzw. so bezeichnet werden.
Pigmente in geringen Konzentrationen
Funktionelle Füllstoffe
Additive haben meist negative Auswirkungen auf den Materialpreis des hergestellten Produktes, da es sich bei Additiven um Spezialchemikalien handelt, die oft nur in geringen Mengen produziert werden. Je nach Art und Wirkungsweise des Additivses können auch gesundheitliche Bedenken nicht ausgeschlossen werden. In komplexeren Formulierungen können Wechselwirkungen zwischen verschiedenen gleichzeitig eingesetzten Additiven und eine daraus folgende verminderte oder gar aufgehobene Wirkung nicht ausgeschlossen werden.
Additive werden eingesetzt, um einen positiven Effekt auf Herstellung, Lagerung, Verarbeitung oder Produkteigenschaften während und nach der Gebrauchsphase zu erreichen. Im Gegensatz zu Füllstoffen sind Additive im Material sehr fein verteilt (häufig gelöst) und tragen fast immer nur zu wenigen Prozent zum Gesamtvolumen bei.
Füllstoffe
In der Kunststofftechnik werden Füllstoffe zur Optimierung des Eigenschaftsprofils von Kunststoffen eingesetzt. Die Einarbeitung erfolgt durch eine Compoundierung. Im Vordergrund der Compoundierung mit Füllstoffen steht häufig die Optimierung und Erhöhung der Steifigkeit, Verminderung der Schrumpfung und Verbesserung der Oberflächenanmutung. Weiter ist auch eine gezielte Erhöhung der thermischen oder elektrischen Leitfähigkeit möglich.
Das fertige Produkt der Compoundierung wird in zwei Gruppen unterschieden, das Kunststoffcompound und das Additiv- oder Farbmasterbatch. Für den Verarbeiter von Kunststoffen ist der Einsatz von solchen Produkten genauer und sauberer.
Ein Kunststoffcompound ist eine Fertigmischung, die meistens ohne Zusatz verarbeitet werden kann. Additivbatches sind diejenigen Produkte, die mit chemischen Substanzen gefüllt sind, um damit die Eigenschaften des Kunststoffes zu verändern, beispielsweise mit Gleitmitteln oder Antiblock, beides Produkte, die in der Folienindustrie Anwendung finden.
Farbmasterbatches finden ihre Berechtigung darin, dass es sauberer ist, ein schon fertiges Batch statt Roh-Pigmente als Zusatz zu verwenden. Dabei wird das Pigment vor der Verwendung in ein Trägermaterial eingearbeitet, das verträglich mit dem einzufärbenden Kunststoff ist. Der Füllgrad solcher Farbbatches kann je nach Beschaffenheit der Pigmente bis zu 85 % erreichen. Von einem Kombi-Batch spricht man, wenn mehrere Eigenschaften mit einem Batch erreicht werden sollen (Slip-/Antiblock-Batch).
Um das verwirrende Bild von Compound, Additiv- und Farbmasterbatch mit einem Vergleich zu verdeutlichen: Compounds kann man mit Fertigbackmischungen gleichsetzen, die ohne weitere Zusätze direkt zu verarbeiten sind. Additive übernehmen die Rolle von Hefe oder Backpulver, Farben können die Schokolade oder der Kakao sein, die einer Kuchenmischung zugefügt werden. Batches sind im Sinne der Fertigmischung nur Bestandteile des Compounds.
Wichtige Füllstoffe von thermoplastischen Kunststoffen sind:
Glasfasern, Glaskugeln und Glasbruch
mineralische Füllstoffe wie Calciumcarbonat und Talkum
Kohlenstofffasern (Kurzfasern)
Ruße
Auch in Duroplasten werden oft Füllstoffe eingesetzt. Sie sind in diesem Bereich häufig die Ursache für erhöhte Anforderungen an die zur Verarbeitung eingesetzten Vergussanlagen, aufgrund der ansteigenden Viskosität, der Segregation (Entmischung) der Phasen sowie der abrasiven Wirkung der Füllstoffe.
Bei Elastomeren werden Ruß und anorganische Füllstoffe verwendet. Es stehen hierbei die mechanischen Kenngrößen im Vordergrund.
Typische Additive
Die Additive umfassen eine typischerweise breit gefächerte und sehr heterogene Gruppe von Anwendungsmöglichkeiten.
Verarbeitungshilfsmittel wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel und Emulgatoren
Bindehilfsmittel wie Härter (sog. Co-Härter zum Einstellen eines spezifischen Eigenschaftsprofils), Lösemittel (z. B. sog. Co-Lösemittel in wässrigen Lacken und Verdünnungsmittel)
Trockenstoffe (Sikkative) bei Kunststoffen, Lacken und Naturharzen
Netz- und Dispergierhilfsmittel, Lacke und Anstrichmittel
Antioxidantien, Lacke und Anstrichmittel
Trocknungsmittel und Befeuchtungsmittel
Zuschlagstoffe in Baumaterialien, Betonzusatzstoffe
Weichmacher in Kunststoffen
Lichtschutzmittel (UV-Absorber und / oder Radikalfänger) in Kunststoffen und Lacken
Verlaufsmittel für eine möglichst glatte Lackoberfläche
Entschäumer und Entlüfter in Beschichtungsstoffen
Mattierungsmittel (hauptsächlich für Lacke)
Triebmittel zur Schaumbildung
Hautverhinderungsmittel
Korrosionsschutzmittel, Enthärter und Biozide in Wasserkreisläufen, letztere auch in Pigmentpräparationen, wasserbasierten Lacken und Dispersionsfarben
Konservierungsmittel und Antioxidationsmittel
Nahrungsmittelzusatzstoffe und Futtermittelzusatzstoff wie Mineralien, Vitamine und Farbstoffe
Antistatika in Laminatfußböden
Flammschutzmittel
Adsorptionsmittel
Flussmittel (Löten) zur Vorbereitung von Lötflächen
Verschnittmittel sind preiswerte Zusätze, die dem Auffüllen an notwendigen, aber teuren Stoffen dienen, die für die angestrebte Eigenschaft nötig sind.
Es können jedoch auch Rohstoffe die Funktion eines Additives übernehmen, die üblicherweise nicht als Additiv eingesetzt werden bzw. so bezeichnet werden.
Pigmente in geringen Konzentrationen
Funktionelle Füllstoffe
Additive haben meist negative Auswirkungen auf den Materialpreis des hergestellten Produktes, da es sich bei Additiven um Spezialchemikalien handelt, die oft nur in geringen Mengen produziert werden. Je nach Art und Wirkungsweise des Additivses können auch gesundheitliche Bedenken nicht ausgeschlossen werden. In komplexeren Formulierungen können Wechselwirkungen zwischen verschiedenen gleichzeitig eingesetzten Additiven und eine daraus folgende verminderte oder gar aufgehobene Wirkung nicht ausgeschlossen werden.
Weichmacher
Weichmacher bzw. Weichmachungsmittel bewirken, dass Stoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und elastischer sind.
87 % der 2012 verbrauchten Weichmacher wurden in Kunststoffprodukten eingesetzt (größtenteils in Folien und Kabeln), danach folgen Gummiprodukte, Farben und Lacke. Darüber hinaus werden sie auch in Klebstoffen und Befilmungsüberzügen eingesetzt.
Weichmacher gehören zu den meistverkauften Chemikalien und sind zum Beispiel schwerflüchtige Carbonsäureester, fette Öle, Weichharze und Campher. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass also im Bereich der Einsatz-Temperatur der Kunststoff die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweist
Es gibt Äußere Weichmacher
Innere Weichmacher
und Extender
Flammschutzmittel
87 % der 2012 verbrauchten Weichmacher wurden in Kunststoffprodukten eingesetzt (größtenteils in Folien und Kabeln), danach folgen Gummiprodukte, Farben und Lacke. Darüber hinaus werden sie auch in Klebstoffen und Befilmungsüberzügen eingesetzt.
Weichmacher gehören zu den meistverkauften Chemikalien und sind zum Beispiel schwerflüchtige Carbonsäureester, fette Öle, Weichharze und Campher. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass also im Bereich der Einsatz-Temperatur der Kunststoff die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweist
Es gibt Äußere Weichmacher
Innere Weichmacher
und Extender
Flammschutzmittel
Flammschutzmittel (oder Brandhemmer) sind Stoffe, welche die Ausbreitung von Bränden einschränken, verlangsamen oder verhindern sollen. Angewendet werden Flammschutzmittel überall dort, wo sich potentielle Zündquellen befinden, wie z. B. in elektronischen Geräten (Elektrischer Kurzschluss), Polstermöbeln oder Teppichen (siehe Zimmerbrand).
Flammschutzmittel werden hauptsächlich in brennbaren Werkstoffen und Fertigteilen verwendet, um brandschutztechnische Anforderungen im Bau- und Verkehrswesen sowie im Elektro-/Elektronik-Sektor (E&E) zu erfüllen. Grundlage dazu sind Vorschriften zum vorbeugenden Brandschutz, die für das Bauwesen heute noch weitgehend national, im Bereich Verkehrswesen und E&E aber überwiegend international sind. Allerdings sind in der europäischen Union seit 2002 harmonisierte Klassifizierungssysteme und Prüfverfahren für das Brandverhalten von Bauprodukten eingeführt worden. Ziel des vorbeugenden Brandschutzes ist es, das Risiko eines Brandes zu minimieren und dadurch Leben, Gesundheit und Besitz des Menschen sowie die Umwelt zu schützen.
Für das Jahr 2012 wird der weltweite Jahresverbrauch von Flammschutzmitteln auf knapp 2 Mio. Tonnen geschätzt, was einem Verkaufsvolumen von ca. 5 Mrd. US Dollar entspricht. Es wird davon ausgegangen, dass der Marktwert bis zum Jahr 2018 auf rund 5,8 Mrd. US$ ansteigen wird. Abhängig ist der zu erwartende Anstieg jedoch von der Entwicklung der Regulationen in Industrie- und Schwellenländern, die den von Flammschutzmitteln ausgehenden Gefahren Rechnung tragen sollen.
Viele Flammschutzmittel sind gesundheitlich und/oder ökologisch bedenklich. Im Hausstaub, im Blutserum und in der Muttermilch findet man von einigen Flammschutzmitteln seit Jahren steigende Konzentrationen. Teilweise reichern sie sich auf der Oberfläche von Mikroplastik an.
Antistatika
Als Antistatika werden Stoffe bezeichnet, welche, als Additiv zugegeben, die statische Aufladung von Gegenständen verhindern bzw. abschwächen. Antistatika werden eingesetzt, um die unerwünschten Auswirkungen elektrostatischer Aufladungen, verursacht durch mechanische Reibung, zu verhindern. So kann elektrostatische Aufladung zu unerwünschten Anziehungs- oder Abstoßungseffekten oder zu plötzlichen elektrischen Entladungen führen. Konkrete Beispiele wären die Vermeidung von Staubanziehung, von „stehenden“ Haaren oder der Entzündung explosiver Mischungen durch Entladungsfunken. Besonders Materialien mit einem hohen elektrischen Widerstand – z. B. Kunststoffe – sind von solchen elektrostatischen Effekten betroffen und müssen deshalb bei der Formung oder nachträglich oft mit einer antistatischen Ausrüstung versehen werden.
Zuletzt geändert 27.02.16
