Uutiset

Johdanto: Silikonilisäaineiden rooli polymeerien prosessoinnissa
Silikonilisäaineita käytetään laajalti polymeerien valmistuksessa apuaineina ja funktionaalisina modifioijina sulamiskäyttäytymisen säätelemiseksi, pintaominaisuuksien parantamiseksi ja prosessoinnin vakauden parantamiseksi suuritehoisissa tuotanto-olosuhteissa.
Termoplastisissa prosessointiympäristöissä, kuten ekstruusiossa, ruiskuvalussa, kalvonpuhalluksessa ja seostuksessa, polymeerit altistuvat usein suurelle leikkausjännitykselle ja korkeille lämpötiloille. Nämä olosuhteet voivat johtaa yleisiin prosessointihaasteisiin, kuten epävakaaseen sulavirtaan, pintavikoihin (kuten sulan murtumaan ja hainnahkavaurioihin), muotin kertymiseen ja epätasaiseen tuotteen laatuun.
Silikonilisäaineet on suunniteltu ratkaisemaan näitä rajapintojen ja reologisten rajoitusten esteitä vähentämällä polymeerin ja metallin välistä kitkaa, parantamalla voitelua sulan rajapinnassa ja vakauttamalla virtauskäyttäytymistä prosessoinnin aikana. Tämän seurauksena ne edistävät tehokkaampaa tuotantoa ja tasaisemman lopputuotteen suorituskykyä.
Niitä käytetään laajalti tärkeimmissä polymeerijärjestelmissä, mukaan lukien polyolefiinit (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC-yhdisteet, termoplastiset elastomeerit (TPE, TPU, TPO, TPV) ja tekniset muovit (ABS, PC, PA/Nylon, PBT, PET, PPS, POM ja PMMA).
Prosessoinnin näkökulmasta silikonilisäaineita käytetään ekstruusio-, ruiskuvaluun, kalvonpuhalluksen ja seostusprosesseissa, joissa ne auttavat vakauttamaan sulan reologiaa, vähentämään rajapinnan kitkaa ja minimoimaan pintaan ja muotiin liittyviä vikoja jatkuvissa tai nopeissa käyttöolosuhteissa.
Loppukäyttösovelluksiin kuuluvat johto- ja kaapelijärjestelmät, autojen sisäosat, jalkinemateriaalit, putket, joustavat pakkaukset, pinnoitteet, maalit, kuidut ja laaja valikoima muokattuja ja muunneltuja muovituotteita.
Alan painottaessa yhä enemmän korkeampaa tuottavuutta, tiukempaa laadunvalvontaa, pienempää hylkyprosenttia ja parannettua materiaalien kestävyyttä silikonilisäaineita ei enää pidetä pelkkinä prosessiapuaineina. Sen sijaan ne integroidaan yhä enemmän toiminnallisiksi formulaatiokomponenteiksi polymeerijärjestelmien suunnitteluun, mikä vaikuttaa suoraan sekä prosessointitehokkuuteen että lopputuotteen suorituskykyyn.
Tämän seurauksena silikonilisäaineiden valmistajista on tullut keskeisiä teknologiakumppaneita koko maailmanlaajuisessa polymeerien arvoketjussa.
Tässä artikkelissa esitellään kymmenen suurinta silikonilisäaineiden valmistajaa maailmanlaajuisesti ja autetaan jalostajia tunnistamaan johtavat toimittajat, teknologiat ja ratkaisut polymeerien prosessointisovelluksiin.

Mitä ovat silikonilisäaineet?
Silikonilisäaineet – joita kutsutaan myös silikonipohjaisiksi lisäaineiksi, siloksaanilisäaineiksi tai polysiloksaanilisäaineiksi – ovat toiminnallisia prosessoinnin apuaineita ja suorituskykyä parantavia materiaaleja, jotka tyypillisesti perustuvat polydimetyylisiloksaaniin (PDMS) tai modifioituihin organopiiyhdisteisiin.
Niitä lisätään suhteellisen pieninä pitoisuuksina (tyypillisesti 0,1–5 %) prosessoitavuuden, pintaominaisuuksien ja tuotteen pitkäaikaisen kestävyyden parantamiseksi.
Keskeiset suorituskykytoiminnot
• Sulakitkan vähentäminen ja virtauskäyttäytymisen parantaminen
• Pintavaurioiden, kuten sulamurtumien ja hainnahkavaurioiden, estäminen
• Muottien kertymisen vähentäminen ja laitteiden likaantumisen minimointi
• Parantaa pinnan sileyttä ja tuntumaa
• Tuotannon vakauden ja läpimenon parantaminen

Silikonilisäaineiden ydinkemia
Silikonilisäaineiden suorituskyky johtuu niiden joustavasta pii-happi (Si-O) -rungosta, joka on usein funktionalisoitu orgaanisilla sivuryhmillä, kuten metyylillä.
Tämä ainutlaatuinen molekyylirakenne tarjoaa:
• Alhainen pintajännitys erinomaisen voitelun takaamiseksi
• Korkea terminen ja oksidatiivinen kestävyys vaativissa prosessointiolosuhteissa
• Hydrofobisuus, joka auttaa suojaamaan polymeeripintoja kosteudelta
• Erinomainen luisto ja voitelevuus, mikä vähentää leikkausjännitystä suulakepuristuksen ja muovauksen aikana
• Kemiallinen inerttiys ja joustavuus, mikä mahdollistaa yhteensopivuuden laajan valikoiman polymeerien kanssa

Nykyaikaisten silikonilisäaineiden tyypit
Silikonilisäaineet on suunniteltu täyttämään tiettyjä suorituskykyvaatimuksia molekyylipainon, funktionaalisten ryhmien ja polymeeriarkkitehtuurin mukaan. Yleisiä teollisia muotoja ovat silikoninesteet (öljyt), siloksaanit, polyeetterimodifioidut silikonit, silikonihartsit, silikonimasterbatsit ja silikonijauheet.

1. Silikoni Masterbatch
Silikonivästeseos on ensiluokkainen pelletoitu koostumus, jota käytetään laajalti polymeeriteollisuudessa. Huipputeknologia perustuu erittäin suuren molekyylipainon (UHMW) siloksaanipolymeerien dispergoimiseen erilaisiin termoplastisiin kantajiin (mukaan lukien polyolefiinit, tekniset muovit ja termoplastiset elastomeerit). Vakiomuotoisena pellettimuodossa toimitettuna se mahdollistaa puhtaan ja tarkan annostelun suoraan termoplastiseen matriisiin seostamisen, ekstruusion tai ruiskuvalun aikana. Toisin kuin perinteiset vahat, rasvahappoamidit tai pienimolekyylipainoiset öljyt, UHMW-silikonivästeseokset tarjoavat erinomaisen pinnan luistavuuden ja muotista irtoamisen samalla, kun ne estävät tehokkaasti prosessointivirheitä, kuten ruuvien luistamista.

2. Silikoninesteet (PDMS)
Silikoninesteet (PDMS) ovat matalan tai keskikokoisen molekyylipainon omaavia, lineaarisia, reagoimattomia silikoneja, joille on ominaista toistuva pii-happi (-Si-O-) -runko ja metyylisivuryhmiä. Polymeerien prosessoinnissa ne toimivat pääasiassa väliaikaisina fysikaalisina prosessointiapuaineina ja ulkoisina voiteluaineina. Suuren molekyyliliikkuvuutensa ja isäntäpolymeerimatriisiin kemiallisen sitoutumisen puutteen vuoksi ne alentavat sulan viskositeettia ja vääntömomenttia, mutta ovat erittäin alttiita siirtymiselle, mikä johtaa pinnan tihkumiseen, ruuvien luistamiseen ja sitä seuraaviin maalin tai painatuksen tarttumisongelmiin.

3. Funktionaaliset organosilikonisäaineet
Funktionaaliset organosilikonisäaineet ovat kemiallisesti tai organomuokattuja silikonikopolymeerejä, jotka sisällyttävät reaktiivisia tai polaarisia funktionaalisia ryhmiä (kuten epoksi-, amino-, karboksi-, vinyyli- tai polyeetterisegmenttejä) siloksaanirunkoon tai -ketjun päihin. Toisin kuin perinteiset PDMS-yhdisteet, nämä lisäaineet on molekyylitason suunniteltu toimimaan rajapinnan modifioijina ja reaktiivisina yhteensopivuuden parantajina. Ne vähentävät rajapinnan jännitystä ja parantavat faasien tarttumista yhteensopimattomien komponenttien välillä, mikä tekee niistä välttämättömiä teknisten muovien parantamiseksi, kierrätys-/PCR-polymeerien suorituskyvyn parantamiseksi ja täyteaineiden kostutuksen ja dispersion (esim. halogeenittomat palonestoaineet, lasikuidut) parantamiseksi monikomponenttisissa polymeerijärjestelmissä.

4. Silikonijauheet
Silikonijauheet ovat vapaasti virtaavia, kiinteitä, hiukkasmaisia ​​silikoniformulaatioita, jotka usein koostuvat erittäin suuren molekyylipainon (UHMW) omaavista siloksaanipolymeereistä, jotka on ankkuroitu epäorgaaniseen piidioksidiytimeen, tai kolmiulotteisista pallomaisista silikonihartseista (esim. polymetyylisilseskvioksaanista). Pysyviksi suorituskykyä modifioiviksi aineiksi suunnitellut jauheet sekoitetaan kestomuoveihin, jotka tarjoavat pitkäkestoisia pinnan parannuksia – kuten pysyvän naarmuuntumisen ja kulumisenkestävyyden, vakaan kitkakertoimen (COF) alenemisen ja tarttumisenesto-ominaisuudet – vaarantamatta alustan mekaanisia ominaisuuksia tai jälkikäsittelyn maalattavuutta.