Почему пластик отталкивает воду от природы: подход к гидрофилизации с гидрофилизатором R78

Источник фактов: Californium-Curium Functional Additives 1.09.pdf (номера страниц — физические страницы PDF) и данные Products.ts с действующего сайта. Все цитаты и цифры перенесены дословно; ничего не дописано по догадке.

Бытовой вопрос: почему на некоторых плёнках капли не задерживаются

1

2

Сравните обычный PE-пакет с листом бумажного полотенца: вода на полотенце впитывается почти мгновенно, а на плёнке PE собирается в капли, которые катятся туда-сюда. Обе поверхности твёрдые; разница — в том, насколько материал «дружит» с водой. Полотенце гидрофильно, а полиолефины вроде PE и PP гидрофобны по природе.

В большинстве упаковочных задач гидрофобность — плюс (барьер для влаги и воды), но в других задачах это ровно слабое место: нетканым материалам нужна гидрофилизация, чтобы проводить жидкость; запотевание и конденсат внутри плёнки возникают потому, что вода не может образовать на поверхности сплошную плёнку и лишь собирается в капли; а улучшение гриля ткани, антистатика и стойкости к загрязнению всё проходит через «поверхность, готовую работать с водой». Гидрофилизатор R78 для резин и пластмасс создан именно под эту слабость. (Источник: Californium-Curium Functional Additives 1.09.pdf стр. 63)

Подход R78: «посадить» гидрофильные группы в материал

3

Гидрофилизация на рынке бывает поверхностной (покрытия, пропитка) или объёмной. R78 относится ко второму типу — это гидрофилизатор для модификации смешением. Руководство определяет его без обиняков:

«Гидрофилизатор R78 — это гидрофилизатор, разработанный нашей компанией для придания изделиям из пластмасс, резины и других материалов супер-гидрофильной функции». (Источник: стр. 63)

Основной компонент — полиэфирполиол, форма — белый порошок, эффективное содержание 100 %, легко растворим в воде, температура вспышки 315 °C. (Источник: стр. 63) «Модификация смешением» означает: гидрофильный компонент — не слой, плавающий на поверхности изделия, а составная часть, уже слившаяся с смолой на стадии смешения; готовое изделие несёт гидрофильный слой само по себе. В этом коренное отличие маршрута внутреннего введения от поверхностного покрытия.

Заслуживает чтения и характеристика основы продукта:

«Данный продукт — неионогенное поверхностно-активное вещество, растворимо в воде, спиртах и других растворителях. Нетоксично, некоррозийно, не загрязняет окружающую среду». (Источник: стр. 63)

Сначала гранулирование, потом формование — два шага, которые нельзя слить в один

Перенесено из текстаЭтапы работы (оригинал, как есть)

1. 01Смешать R78 со смолой и сначала прогнать через гранулирование — чтобы гидрофильный компонент равномерно распределился в смоле;
2. 02Затем пустить готовые гранулы в литьё или экструзию.

4

Способ применения R78 руководство описывает предельно чётко:

«Гидрофилизатор R78 применяется для модификации смешением гидрофобных полимеров — пластмасс, резин, эластомеров — и повышает гидрофильные свойства гидрофобных полимеров. Как правило, необходимо сначала смешать его со смолой и гранулировать, а затем литьём или экструзией изготавливать изделия». (Источник: стр. 63)

Разложив на цеховые действия, получаем два шага:

R78 — белый порошок: взвешивание и дозирование проще, чем с вязкой жидкостью; но для шага «сначала гранулирование» в руководстве стоит формулировка «как правило, необходимо» — задача однородности дисперсии решается на стадии гранулирования, а формование лишь фиксирует уже диспергированную систему. (Источник: стр. 63) Фиксированный диапазон дозировки в руководстве не указан; фактическое соотношение определяется по результатам опытной партии.

Два маршрута: в смолу — или отдельно на текстиль

5

У R78 есть ветка, которой нет у многих гидрофилизаторов, — обработка текстиля. Текст руководства:

«Может применяться отдельно на текстиле в водорастворимой форме или добавляться в смолы. Подходит для всех видов волокон: полиэстер, нейлон, хлопок, шерсть, вискоза и т. д. Заметно улучшает гриль ткани, даёт антистатический эффект, а также повышает стойкость к стирке и загрязнению». (Источник: стр. 63)

Иными словами, у R78 два режима работы:

Оба маршрута приходят к одному: поверхность, которая принимает воду. На текстиле вдобавок идут улучшение гриля, антистатика, стойкость к стирке и чистота — это не несколько независимых функций, а цепные следствия изменившейся поверхности. (Источник: стр. 63)

Параметры и упаковка

Параметры и уп…

Позиция	R78
Основной компонент	Полиэфирполиол
Внешний вид	белый порошок
Температура вспышки	315 °C
Плотность	(25, г/см³) 0,91-0,96
Эффективное содержание	100 %
Растворимость в воде	легко растворим
Упаковка	мешок 25 кг, двойной PE-мешок
Хранение	прохладное сухое место, защита от влаги

(Источник: Californium-Curium Functional Additives 1.09.pdf стр. 63. Примечание: на этой странице руководства диапазон дозировки не указан; ничего не дописано по догадке.)

Ориентир по выбору

Для гидрофилизации изделий из резин и пластмасс R78 даёт старт со стороны рецептуры: порошковая форма, сначала гранулирование — потом формование, а оценка по фактической гидрофильности готового изделия; для текстиля — водорастворимый маршрут отдельного применения. Каждая система отличается смолой, волокном и процессом — итоговая рецептура определяется опытной партией.

(Страница модели на сайте: R78 гидрофилизатор для резин и пластмасс.)