Модификация полимеров

В. Б. Узденский

МОДИФИКАЦИЯ 

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Практическое руководство для технолога

2-е издание, исправленное и дополненное

Санкт-Петербург

2021

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

УДК 678.5
ББК 35.713
      У34

У34

Узденский, В. Б. 
Модификация полимерных материалов: Практическое 
руководство для технолога. – 2-е изд., испр. и доп. – 
Санкт-Петербург : ЦОП «Профессия», 2021. – 224 с., цв. ил. 

ISBN 978-5-91884-122-8

В обновленном издании приведены основные сведения о примене-

нии модифицирующих добавок при переработке пластмасс, добавлены 
новые материалы исследований автора и внесены исправления. Даны 
практические рекомендации по свойствам добавок и их применению, 
достигаемому качеству готовых изделий, включая продление сроков 
эксплуатации, изменение свойств поверхности, улучшение внешнего 
вида и привлекательности, физических и механических свойств, а также 
по улучшению процессов изготовления различных видов изделий. 
Указаны ведущие изготовители и марки добавок в соответствии с их 
назначением и свойствами. Даны рекомендации по чистке и подготовке 
технологического оборудования. 

Книга предназначена технологам, сотрудникам предприятий пере-

работки пластмасс в их повседневной деятельности и поможет им до-
биться максимальной эффективности работы.

ББК 35.713
УДК 678.5

Все права защищены. Никакая часть данной книги  

не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме  

без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена  

из источников, рассматриваемых издательством как надежные. 
Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические 

ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную  

точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности 

за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-5-91884-122-8

© Узденский В. Б., 2021

© ЦОП «Профессия», 2021

© Оформление: ЦОП «Профессия», 2021

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Оглавление

  ПРЕДИСЛОВИЕ  ....................................................................................................5

  1. ВВЕДЕНИЕ. ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ДОБАВКИ  
 
 ДЛЯ ПОЛИМЕРОВ  ..........................................................................................7

  2. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИМЕРНЫМ  
 
 ИЗДЕЛИЯМ И ВОЗМОЖНОСТИ МОДИФИКАЦИИ  

 
 ПОЛИМЕРОВ ..................................................................................................11

 
 2.1. Виды полимеров  .....................................................................................11

 
 2.2. Основные процессы переработки полимеров .................................15

 
 2.3. Основные требования к полимерным изделиям  ............................17

 
 2.4. Способы обеспечения современных требований  ..........................17  

  3. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И СПОСОБЫ МОДИФИКАЦИИ  
 
 ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ  ........................................................................23

  4. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ: ПРОДЛЕНИЕ СРОКА  
 
 СЛУЖБЫ  ..........................................................................................................26

 
 4.1. Термостабилизация ................................................................................39

 
 4.2. Светостабилизация  ................................................................................48

  5. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ...........................................64
 
 5.1. Улучшение скольжения пленок ...........................................................65 

 
 5.2. Борьба со статическим электричеством  ...........................................72 

 
 5.3. Борьба с конденсацией влаги  ..............................................................78 

 
 5.4. Особенности применения мигрирующих добавок  ........................85 

 
 5.5. Немигрирующие скользящие добавки  ..............................................88

 
 5.6. Уменьшение слипания пленок:  

 
  
антиблокирующие добавки ..................................................................88

 
 5.7. Добавки против скольжения (антислип) ..........................................95

  6. УЛУЧШЕНИЕ ВНЕШНЕГО ВИДА И ПОВЫШЕНИЕ  
 
 ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ  ......................................................96

 
 6.1. Улучшение блеска и глянца  ..................................................................96

 
 6.2. Просветлители (нуклеаторы):  

 
  
повышение прозрачности  ........................................................................97 

 
 6.3. Улучшение цвета: отбеливание  .........................................................102

 
 6.4. Ароматизация  .......................................................................................105

 
  
6.4.1. Маскировка ..................................................................................106

 
  
6.4.2. Нейтрализация  ...........................................................................107

 
 6.5. Снижение усадки  ..................................................................................108

 
 6.6. Вспенивание ...........................................................................................109

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Оглавление

  7. АКТИВНАЯ УПАКОВКА  ..........................................................................117
 
 7.1. Антимикробные добавки  ...................................................................118

  8. УЛУЧШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ 
 
 СВОЙСТВ .......................................................................................................121 

 
 8.1. Регуляторы реологии полипропилена  .............................................121 

 
 8.2. Полимерные модификаторы эластичности  ...................................124

 
 8.3. Минеральные наполнители-модификаторы ..................................125 

 
  
8.3.1. Мел  .................................................................................................127

 
  
8.3.2. Тальк  ..............................................................................................129 

 
  
8.3.3. Графит  ...........................................................................................130 

 
  
8.3.4. Электропроводный техуглерод ...............................................131

 
  
8.3.5. Теплоудерживающий наполнитель ........................................131

  9. ТРУДНОГОРЮЧИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ........................134

10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ  ..........................................................150 
 
 10.1. Процессинговые (экструзионные) добавки  .................................151

 
 10.2. Модификаторы перерабатываемости при литье  

 
  
 и экструзии  ...........................................................................................158

 
 10.3. Стоп-концентраты ..............................................................................161

 
 10.4. Чистящие составы и концентраты  .................................................161

 
 10.5. Осушающие концентраты  ................................................................163

11. РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ..........................................165
 
 11.1. Повторная переработка вторичных  

 
  
 полимеров – рециклинг  ....................................................................166

Заключение  ........................................................................................................... 174

Приложение 1  ........................................................................................................175 
1. Рекомендации по чистке термопластавтоматов
 
и пресс-форм концентратом Клинолтм .......................................................175

2. Рекомендации по чистке экструзионных линий 
 
для производства одно- и многослойных пленок  

 
(раздувных и плоскощелевых) концентратом Клинолтм  .......................177

Приложение 2  ........................................................................................................181
1. Словарь технологических терминов ...........................................................181
2. Таблица обозначений и названий основных  
 
термопластичных полимеров .......................................................................205

3. Список обозначений стандартов .................................................................218

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вашему вниманию предлагается практическое руководство 

по приданию полимерным изделиям необходимых потребитель-
ских свойств, повышению технологичности их производства.

Для реализации большинства поставленных производите-

лем или потребителем задач при производстве изделий требу-
ется ввод в полимер специальных компонентов – модифициру-
ющих добавок. В этой книге мы постарались описать основные 
виды и способы применения добавок. Надеемся, что она будет 
полезна технологам производств полимерных изделий в их по-
вседневной деятельности и поможет им добиться максимальной 
эффективности работы.

Приведенные здесь сведения и рекомендации по свойст-

вам и применению добавок, достигаемому качеству и срокам 
эксплуатации изделий являются ориентировочными, основан-
ными на опыте автора, информации изготовителей добавок 
и отзывах потребителей. Точные дозировки и потребительские 
свойства изделий зависят от свойств используемых полимеров, 
оборудования и технологии получения изделий и уровня требо-
ваний к изделию и должны быть подтверждены испытаниями 
готовых изделий в условиях эксплуатации. 

Автор не претендует, что список производителей и торго-

вых марок, приведенный в данной книге, является всесторон-
ним и полным, но надеется, что он послужит отправной точкой 
для подбора оптимальных действующих агентов.

Подробные описания механизмов действия добавок, их эф-

фективности, дозировок, используемых видов, марок, перечень 
производителей приведены в книге Х. Цвайфеля, Р. Д. Майера, 
М. Шиллера «Добавки для полимеров. Справочник» / пер. с англ. 
6-го изд. В. Б. Узденского и А. О. Григорова. СПб.: Профессия, 2010.

Автор выражает глубокую благодарность уважаемым колле-

гам В. А. Глебову, А. О. Григорову за помощь, ценные советы и до-
полнения при написании настоящего руководства. Автор также 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Модификация полимерных материалов

благодарен представителям и техническим специалистам фирм-
производителей добавок – BASF, Fine Organics, Croda, Milliken, 
3M-Dyneon, Evonik и других, щедро делившихся информацией 
о применении своих продуктов.

Автор будет благодарен за любые вопросы, замечания, по-

правки и дополнения со стороны читателей, которые любезно 
сочтут необходимым поделиться опытом использования моди-
фицирующих добавок в своей практике.

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

ВВЕДЕНИЕ. ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ 
ДОБАВКИ ДЛЯ ПОЛИМЕРОВ

Применение полимеров приобрело настолько широкий 

размах, что нельзя найти отрасли, где бы они ни использовались – 
от детской игрушки до космического корабля. Широкое 
применение полимеров предъявляет и соответствующие требования 
к их свойствам. 

В то же время полимер, выходящий из реактора синтеза, как 

правило, не обладает полным комплексом свойств, необходимым 
для получения конечного изделия. Чаще всего полимер 
не имеет необходимого внешнего вида, срок службы его сильно 
ограничен, так как он не устойчив к действию света и нагрева 
и т. п. Кроме того, к различным изделиям в зависимости от назначения 
предъявляются совершенно разные требования, необходимые 
в одном случае и излишние в другом.

Натуральные термопластичные полимерные материалы редко 

перерабатываются в конечные изделия без окрашивания и модификации 
для достижения целевых свойств изделия. По этой причине 
в полимеры добавляются различные добавки, меняющие его 
свойства в нужную сторону. Процесс изменения свойств называется 
модификацией полимера, а добавки – модифицирующими добавками (
аддитивами). Реже они вводятся уже при синтезе, а чаще 
всего при получении изделия, поскольку совмещать стадию модификации 
полимера со стадией переработки его в изделия экономически 
выгодней. 

Иногда необходимо изменить свойства полимера настолько 

сильно, что для достижения необходимого комплекса свойств 
в полимер нужно ввести очень большое количество добавок. 
Такое количество не позволяет использовать концентрат добавок 
при изготовлении конечных изделий, и приходится прибегать 

1

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Модификация полимерных материалов

к дополнительной стадии переработки полимера – получению 
полимерных композиций (компаундов) на специализированном 
оборудовании. В этом случае мы говорим уже не о модификации 
полимеров, а о создании полимерных композиций 
(компаундов).

При компаундировании полимеров получают такие композиции, 
которые устойчивы к возгоранию (трудногорючие или самозатухающие), 
либо обладают повышенными прочностными 
характеристиками за счет высокого содержания минеральных 
наполнителей, устойчивы к низким температурам (морозостойкие), 
либо обладают другими специфическими свойствами.

Итак, модификация полимеров – это целевое изменение химических 
или физико-механических свойств полимера в массе или 
на поверхности. В зависимости от степени изменения, активности 
целевых добавок и уровня их ввода мы говорим о модификации 
полимерных изделий путем ввода небольшого количества 
концентратов добавок или о компаундировании с получением готовых 
полимерных композиций, имеющих заданные свойства, 
из которых изготавливается изделие.

Основные промышленные направления модификации полимеров:

• 
повышение устойчивости полимера к внешним воздействиям 
и продление срока службы изделий (термо- или све-
тостабилизация, защита от окисления);

• изменение свойств поверхности;
• изменение внешнего вида и привлекательности изделия; 
• расширение сферы использования изделий (активная упаковка);

• 
решение технологических проблем при изготовлении изделий (
технологические или процессинговые добавки).

Уровни ввода модифицирующих добавок, как правило, достаточно 
низкие – на уровне одного или нескольких процентов, чаще 
десятых долей, а иногда и сотых долей процента. Добавки пред-
ставляют собой порошкообразные или более-менее вязкие жидкие 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

1

1. Введение. Для чего нужны добавки для полимеров

вещества. Прямой ввод их в перерабатывающее оборудование – 
экструдер или термопласт-автомат – неудобен или вовсе невозмо-
жен. Даже если нанести их на поверхность гранул и ввести в таком 
виде в экструдер или цилиндр ТПА добиться хорошего дисперги-
рования и гомогенного распределения в расплаве практически не-
возможно, а это очень сильно снижает эффективность добавок.

В этом случае для получения высококачественных изде-

лий наиболее целесообразно применять заранее подготовлен-
ные концентраты добавок, которые подаются непосредственно 
в перерабатывающий агрегат (литьевую машину, пленочный экс-
трудер и т. п.) вместе с натуральным полимером во время полу-
чения изделия. Содержание добавок в концентрате подбирается 
таким образом, чтобы ввод гранул концентрата составлял 1–3 % 
и чтобы их было удобно дозировать отдельно стоящим дозатором 
или смешивать с гранулами основного полимера в смеситель-
ном оборудовании. Гранулированные концентраты по сравнению 
с использованием порошкообразных добавок имеют следующие 
преимущества:

• удобство и легкость дозирования;
• снижение негативного влияния ошибок персонала, ухуд-

шающих стабильность качества изделий;

• легкость переходов и чисток; 
• возможность автоматизации дозирования;
• снижение требований к оборудованию;
• снижение загрязнения узлов оборудования;
• безопасность, чистота на производстве.
Качественные 
концентраты 
можно 
изготовить 
только 

на двухшнековых экструдерах с сонаправленными шнеками, с до-
статочно большим отношением длины к диаметру и высокими ско-
ростями вращения, либо в непрерывных смесителях типа Фаррел 
или Бусс-ко-кнетер. Оборудование должно обеспечивать высокую 
степень диспергирования минеральных агентов и добавок с высо-
кой температурой плавления и высокую степень перемешивания 
и гомогенизации легкоплавких добавок.

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Модификация полимерных материалов

Основные правила выбора концентратов модифицирующих 

добавок:

• концентрат должен обеспечивать заданные свойства изделия;
• качество, свойства и дозировка концентрата должны соот-

ветствовать области применения – требованиям к изделию, 
условиям переработки и возможностям оборудования;

• полимерная основа применяемого концентрата должна быть 

однородной и максимально совместимой с основным поли-
мером изделий;

• реологические свойства (показатель текучести расплава) кон-

центрата должны обеспечивать равномерное и легкое распре-
деление его в изделии;

• недопустимо появление заметных включений (агломератов, 

пригарков) в изделии вследствие применения концентратов.

Ведущие изготовители концентратов добавок в мире: Ampacet 

(Бельгия), Malion (Китай), Tosaf (Израиль), Gabriel-Chemie (Австрия), 
Constab (Германия), A. Schulman (Германия), Aksoy (Турция), Clariant 
(Германия) и др.

Ведущие изготовители в России: НПФ БАРС-2 (Санкт-Пе-

тербург), ГАММА-ПЛАСТ (Москва), ТехИнвест-М (Смоленск, 
под торговой маркой Smart Polymer), Евротек (Тимашевск), 
Никатор (Серпухов) и другие, всего около 50 производителей, 
а также предприятия с иностранным капиталом – подразделе-
ния зарубежных фирм: Тосаф Рус (Подольск) Ампасет (Редкино), 
Глобал Колорс (Колпино), Габриэль-Кеми Рус (Дорохово).

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ  
К ПОЛИМЕРНЫМ ИЗДЕЛИЯМ  
И ВОЗМОЖНОСТИ МОДИФИКАЦИИ  
ПОЛИМЕРОВ

2.1. Виды полимеров

Основные промышленные полимеры, из которых изготав-

ливается основная масса изделий, по-разному ведут себя при пе-
реработке и эксплуатации и соответственно требуют разных под-
ходов к модификации. Попытаемся кратко охарактеризовать их 
с точки зрения необходимой модификации. 

А. ПОЛИОЛЕФИНЫ 
К ним относятся: 
• разновидности полиэтилена в зависимости от процесса по-

лучения, используемых типов реакторов и катализаторов:

 – полиэтилен высокого давления (полиэтилен низкой 

плотности) – ПЭВД, LDPE;

 – полиэтилен низкого давления (полиэтилен высокой 

плотности) – ПЭНД, HDPE);

 – линейный полиэтилен низкой плотности – ЛПЭНП, 

LLDPE;

 – линейный полиэтилен низкой плотности, полученный 

на металлоценовых катализаторах (металлоценовый 
ЛПЭНП) – мЛПЭНП, mLLDPE.

Это самые крупнотоннажные полимеры, в основном ис-

пользуемые для изготовления пленок разного назначения (ПЭВД, 
ПЭНД, ЛПЭНП), бутылок и флаконов, труб (ПЭНД). Как пра-
вило, из-за разветвленности цепей полимеры содержат некото-
рое количество третичных атомов углерода, слабо устойчивых 
к воздействию солнечного света и повышенных температур, 
и поэтому требуют свето- и термостабилизации. Полиэтилены, 

2

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru 

Модификация полимерных материалов

как и все полиолефины, имеют высокий коэффициент поглоще-
ния кислорода из воздуха. Это провоцирует медленный процесс 
окислительной деструкции полимера, особенно под воздействием 
солнечного ультрафиолета. Поэтому для изделий, предполагаю-
щих длительную эксплуатацию под влиянием атмосферных фак-
торов (например, агропленки, агросетки, нетканые агротехни-
ческие материалы и пленки для паллетной упаковки) вместе со 
светостабилизаторами необходимо использовать антиоксиданты. 
Практически всегда необходима модификация поверхности – 
улучшение скольжения, борьба с накоплением статического элек-
тричества, улучшение блеска.

• полипропилен (ПП, PP):

 – гомополимер пропилена – г-ПП, h-PP;
 – блок-сополимер пропилена и этилена – блок-ПП, co-PP;
 – статистический сополимер (рэндом-сополимер) пропи-

лена и этилена – стат-ПП, r-PP). 

Используются для литьевых изделий бытового и техниче-

ского назначения, разовой посуды, а также для изготовления воло-
кон и тканей. Присутствие третичных и четвертичных атомов угле-
рода в каждой молекулярной цепи обусловливает необходимость 
обязательной термо- и светостабилизации (обычно уже на стадии 
первичной грануляции после синтеза, но во многих случаях и до-
полнительной стабилизации при получении изделий). В процессе 
кристаллизации полимера есть возможность регулировать раз-
мер сферолитов и тем самым менять его прозрачность, жесткость 
и другие свойства.

• сополимер этилена и винилацетата (сэвилен) – СЭВА 

(EVA).

Используется для производства пленок, кабельной изоля-

ции и как добавка к ПЭВД. Присутствие полярной ацетатной 
группы придает полимеру повышенную эластичность (относи-
тельное удлинение), адгезивность (липкость), снижает его проч-
ность и температуру плавления. Чем больше содержание винил-
ацетатных групп (для производства полимерных изделий обычно 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru