沈宏欽 / 工研院材化所
在「去碳化」和「高值化」工業製造浪潮中，CHINAPLAS 2024(第36屆中國國際塑膠橡膠工業展)以「啟新程·塑未來·創新共贏」為主題，迎合市場對先進技術的強勁需求。聚焦循環經濟、創新材料、數位化與智慧製造、高端科技中國製造等四大發展方向。展會的產品涵蓋橡塑行業的全產業鏈，從原材料、機械設備到成品應用，發表業界最新的科技成果和市場動態，以及因應綠色能源、塑料回收再利用等的相關議題提出解決之道。
環保與永續性的添加劑
在塑膠的加工、使用過程中，添加劑是原生料和特殊塑膠化合物配方的重要組成部分。例如，抗氧化劑和穩定劑可保護聚合物在加工和最終使用過程中免於降解。每次塑膠材料熔化或改質時，就會消耗一些降解保護添加劑。雖然有些抗氧化劑可能殘留在工業後或消費後回收(PIR/PCR)材料中，但可能不足以保護聚合物，導致產生凝膠、黑點，變色、黏度發生變化、性能變差等問題。這些問題可能會在下一個加工步驟中造成材料的浪費，例如凝膠會導致薄膜網破裂，使得工業後或消費後回收料無法用於某些應用。
隨著品牌所有者和零件製造商尋求在其產品中進一步增加再生塑膠的含量，再生料的品質就變得更加重要，添加劑有助於解決回收化合物加工和使用中的一系列問題。在某些類型的聚合物中，添加劑可以幫助修復損壞，例如：擴鏈劑可以作用於PET和聚醯胺等材料；在回收聚烯烴材料部分，關鍵是防止聚合物降解發生。另外，聚合物加工助劑(PPA)通常用於吹塑或流延薄膜(尤其是LLDPE)的化合物中，以減少薄膜中的熔體破裂(即鯊魚皮現象)並防止材料在模具上堆積。PPA還可以降低模頭壓力並降低能耗。過去，這些PPA添加劑多以含氟聚合物為主。歐盟和美國的監管機構已將此類含氟聚合物納入全氟烷基物質和多氟烷基物質(PFAS)類別，導致傳統的PPA添加劑在未來的使用受到限制。對此，CHINAPLAS 2024會場內，多家添加劑廠家展出應用塑料回收、加工成型以及耐候性質提升的無氟添加助劑。
2. 科萊恩(CLARIANT)
Exolit® OP 1400是一款可持續、高性能的無鹵化阻燃劑，可協助電動車產業實現更高電壓的充電，加快充電速度，滿足該行業重要趨勢的需求。在大多數聚醯胺(PA)產品中，只需較低添加量(0.4mm、16~20%的阻燃劑)，就能夠達到UL94 V-0級的業界領先防火標準。經Fraunhofer LBF研究所驗證，含有Exolit® OP 1400的PA6和PA66 GF，在回收後仍能維持UL 94 V-0的高阻燃評級(圖四)。此外，與以石油為基礎的傳統產品相比，以再生碳為基礎的Exolit® OP Terra系列產品能夠減少約20%的碳足跡，也將有助於產業實現向更高循環性轉型的目標。
圖四、Clariant發表可持續、高性能的無鹵化阻燃劑Exolit® OP 1400
3. 多佛化工(Dover Chemical)
Dover為ICC化學公司的子公司，主要生產氯化石蠟、聚合體添加劑、液體及固體抗氧化劑、防燃劑與水性、油性金屬加工液添加劑等產品，會場展示的添加劑DoverClear LGP12，是一種回收材料用的抗氧化劑，最好在複合回收材料加工過程中添加，可以降低高分子凝膠產生以及穩定回收材料的熔體強度。數據顯示LGP12幾乎消除了由PIR材料製成的化合物中的凝膠，並顯著減少了由PCR材料製成的化合物中的凝膠(圖五)。
圖五、DoverClear LGP12可消除回收材料在擠出加工中出現凝膠數量
4. 艾迪科(ADEKA)
日商ADEKA的產品包括塑膠用樹脂添加劑、電子材料、環氧樹脂、聚氨酯類功能性樹脂、界面活性劑、潤滑油添加劑、過氧化產品等。ADK STAB NA-B99P是一種添加劑混合物，可提高PP和PE再生料的熱穩定性，是一種含有抗氧化劑的成核劑，旨在提高回收聚烯烴的機械性能，以便在PP原生料和回收料的混合物中提高回收料的添加比例(圖六)。
圖六、ADEKA推出的ADK STAB NA-B99P可提升回收PP材料的抗衝擊性
氫能材料
氫能源目前處於一個剛起步的研究階段，本次展會上亮相的氫能相關材料有PPS、PA12、PTFE、PSU、磺酸樹脂等，涉及的應用結構部件有電解水製氫相關的包括隔膜、質子膜、塑膠極框、密封墊片等；氫燃料電池相關的有質子膜、膜電極邊框封裝膠膜等；儲氫相關的主要是儲氫槽、輸氫管路。
1. Syensqo
Syensqo為索爾維(Solvay)集團拆分後成立的企業，其提出綠氫增長平台，技術內容包含氫氣生產、氫氣儲存、運輸及使用，解決方案用於電解槽、儲氫、燃料電池和其他綠氫價值鏈環節，加速綠氫技術的可行性和可擴展性，平台目標是提供更有效率、更耐用、成本效益更好的材料，以支撐電解水製氫、氫燃料電池、儲氫等多種氫能價值鏈場景。此外，Syensqo面向全球市場，提供全面的產品和技術支援。以鹼性製氫電解槽為例，其與合作夥伴實現輕量化目標，以塑料替代金屬，由PPSU製成極框，不僅滿足鹼性電解槽的應用性能要求，更大幅減輕了重量，使用壽命更長。另外 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十三、Syensqo推出用於氫能領域的替代材料