Ziņas

Ievads: Silikona piedevu loma polimēru apstrādē
Silikona piedevas tiek plaši izmantotas kā apstrādes palīglīdzekļi un funkcionālie modifikatori polimēru ražošanā, lai regulētu kausēšanas uzvedību, uzlabotu virsmas īpašības un uzlabotu apstrādes stabilitāti augstas caurlaidības ražošanas apstākļos.
Termoplastu apstrādes vidēs, piemēram, ekstrūzijā, iesmidzināšanas formēšanā, plēves pūšanā un maisīšanā, polimēri bieži tiek pakļauti lielam bīdes spriegumam un paaugstinātai temperatūrai. Šie apstākļi var izraisīt bieži sastopamas apstrādes problēmas, tostarp nestabilu kausējuma plūsmu, virsmas defektus (piemēram, kausējuma plaisas un haizivs ādas veidošanos), presformas uzkrāšanos un nevienmērīgu produkta kvalitāti.
Silikona piedevas ir izstrādātas, lai novērstu šos saskarnes un reoloģiskos ierobežojumus, samazinot polimēra un metāla berzi, uzlabojot eļļošanu kausējuma saskarnē un stabilizējot plūsmas uzvedību apstrādes laikā. Rezultātā tās veicina efektīvākas ražošanas darbības un vienmērīgāku galaprodukta veiktspēju.
Tos plaši pielieto galvenajās polimēru sistēmās, tostarp poliolefīnos (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC savienojumos, termoplastiskajās elastomērās (TPE, TPU, TPO, TPV) un inženiertehniskajās plastmasās (ABS, PC, PA/neilons, PBT, PET, PPS, POM un PMMA).
No apstrādes viedokļa silikona piedevas tiek izmantotas ekstrūzijas, iesmidzināšanas formēšanas, plēvju pūšanas un maisīšanas procesos, kur tās palīdz stabilizēt kausējuma reoloģiju, samazināt starpfāžu berzi un samazināt ar virsmu un presformu saistītos defektus nepārtrauktas vai ātrgaitas darbības apstākļos.
Galalietotāja pielietojumi ietver vadu un kabeļu sistēmas, automobiļu salona detaļas, apavu materiālus, caurules, elastīgo iepakojumu, pārklājumus, krāsas, šķiedras un plašu inženierijas un modifikācijas plastmasas izstrādājumu klāstu.
Tā kā nozare arvien vairāk uzsver augstāku produktivitāti, stingrāku kvalitātes kontroli, samazinātu brāķu daudzumu un uzlabotu materiālu ilgtspējību, silikona piedevas vairs netiek uzskatītas par vienkāršiem apstrādes palīglīdzekļiem. Tā vietā tās arvien vairāk tiek integrētas kā funkcionālas formulas sastāvdaļas polimēru sistēmu projektēšanā, tieši veicinot gan apstrādes efektivitāti, gan galaprodukta veiktspēju.
Tā rezultātā silikona piedevu ražotāji ir kļuvuši par galvenajiem tehnoloģiju partneriem visā globālajā polimēru vērtību ķēdē.
Šajā rakstā ir izcelti 10 lielākie silikona piedevu ražotāji visā pasaulē, palīdzot pārstrādātājiem identificēt vadošos piegādātājus, tehnoloģijas un risinājumus polimēru apstrādes lietojumprogrammām.

Kas ir silikona piedevas?
Silikona piedevas, ko sauc arī par uz silikona bāzes veidotām piedevām, siloksāna piedevām vai polisiloksāna piedevām, ir funkcionāli apstrādes palīglīdzekļi un veiktspēju uzlabojoši materiāli, kuru pamatā parasti ir polidimetilsiloksāns (PDMS) vai modificēti organosilīcija savienojumi.
Tie tiek iekļauti relatīvi zemās koncentrācijās (parasti 0,1–5%), lai uzlabotu apstrādājamību, virsmas īpašības un produkta ilgtermiņa izturību.
Galvenās veiktspējas funkcijas
• Kausējuma berzes samazināšana un plūsmas īpašību uzlabošana
• Virsmas defektu, piemēram, kausējuma plaisu un haizivs ādas, novēršana
• Samazināt matricas uzkrāšanos un minimizēt iekārtu piesārņojumu
• Uzlabojot virsmas gludumu un taustes īpašības
• Ražošanas stabilitātes un caurlaidspējas uzlabošana

Silikona piedevu pamatķīmija
Silikona piedevu veiktspēja izriet no to elastīgā silīcija-skābekļa (Si-O) mugurkaula, kas bieži tiek funkcionalizēts ar organiskām sānu grupām, piemēram, metilgrupu.
Šī unikālā molekulārā struktūra nodrošina:
• Zems virsmas spraigums labākai eļļošanai
• Augsta termiskā un oksidatīvā stabilitāte sarežģītos apstrādes apstākļos
• Hidrofobitāte, kas palīdz aizsargāt polimēru virsmas no mitruma
• Lieliska slīdamība un eļļošanas spēja, samazinot bīdes spriegumu ekstrūzijas un formēšanas laikā
• Ķīmiskā inertitāte un elastība, kas nodrošina saderību ar plašu polimēru klāstu

Mūsdienu silikona piedevu veidi
Silikona piedevas ir izstrādātas, lai atbilstu īpašām veiktspējas prasībām atkarībā no molekulmasas, funkcionālajām grupām un polimēru arhitektūras. Izplatītākās rūpnieciskās formas ir silikona šķidrumi (eļļas), siloksāni, ar poliēteru modificēti silikoni, silikona sveķi, silikona pamatmaisījumi un silikona pulveris.

1. Silikona pamatmaisījums
Silikona pamatmaisījums ir augstākās kvalitātes granulēta formula, ko plaši izmanto polimēru rūpniecībā. Šī jaunākā tehnoloģija balstās uz īpaši augstas molekulmasas (UHMW) siloksāna polimēru disperģēšanu dažādos termoplastiskos nesējos (tostarp poliolefīnos, inženiertehniskajās plastmasās un termoplastiskos elastomēros). Piegādāts standarta granulu veidā, tas ļauj tīri un precīzi dozēt tieši termoplastiskajā matricā maisīšanas, ekstrūzijas vai iesmidzināšanas formēšanas laikā. Atšķirībā no tradicionālajiem vaskiem, taukskābju amīdiem vai zemas molekulmasas eļļām, UHMW silikona pamatmaisījumi nodrošina izcilu virsmas slīdēšanu un veidnes atdalīšanos, vienlaikus efektīvi novēršot apstrādes defektus, piemēram, skrūvju slīdēšanu.

2. Silikona šķidrumi (PDMS)
Silikona šķidrumi (PDMS) ir zemas vai vidējas molekulmasas, lineāri, nereaģējoši silikoni, kam raksturīgs atkārtots silīcija-skābekļa (-Si-O-) mugurkauls ar metilgrupām sānos. Polimēru apstrādē tie galvenokārt darbojas kā pagaidu fizikāli apstrādes palīglīdzekļi un ārējie smērvielas. Pateicoties to augstajai molekulārajai mobilitātei un ķīmiskās saites trūkumam ar saimniekpolimēra matricu, tie samazina kausējuma viskozitāti un griezes momentu, bet ir ļoti pakļauti migrācijai, kas noved pie virsmas eksudācijas, skrūvju slīdēšanas un sekojošiem krāsas vai apdrukas saķeres traucējumiem.

3. Funkcionālās organiskās silīcija piedevas
Funkcionālās organosilikona piedevas ir ķīmiski vai organo modificēti silikona kopolimēri, kas siloksāna pamatķēdē vai ķēdes galos iekļauj reaktīvas vai polāras funkcionālās grupas (piemēram, epoksīda, amino, karboksi, vinila vai poliētera segmentus). Atšķirībā no parastajām PDMS, šīs piedevas ir molekulāri izstrādātas, lai darbotos kā starpfāžu modifikatori un reaktīvi saderības veicinātāji. Tās samazina starpfāžu spriegumu un uzlabo fāžu adhēziju starp nesaderīgiem komponentiem, padarot tās būtiskas inženiertehnisko plastmasu uzlabošanai, pārstrādātu/PCR polimēru veiktspējas uzlabošanai un pildvielu mitrināšanas un dispersijas (piemēram, bezhalogēnu liesmas slāpētāju, stikla šķiedru) uzlabošanai daudzkomponentu polimēru sistēmās.

4. Silikona pulveris
Silikona pulveris ir brīvi plūstoša, cieta, daļiņu silikona formula, kas bieži sastāv no īpaši augstas molekulmasas (UHMW) siloksāna polimēriem, kas nostiprināti neorganiskā silīcija dioksīda kodolā, vai trīsdimensiju sfēriskiem silikona sveķiem (piemēram, polimetilsilseskvioksānam). Izstrādāti kā pastāvīgi veiktspējas modifikatori, tie tiek iestrādāti termoplastikā, lai nodrošinātu ilgstošus virsmas uzlabojumus, piemēram, pastāvīgu izturību pret skrāpējumiem un nodilumu, stabilu berzes koeficienta (COF) samazinājumu un pretbloķēšanas īpašības, neapdraudot substrāta mehāniskās īpašības vai pēcapstrādes krāsojamību.