Uudised

Sissejuhatus: silikoonlisandite roll polümeeride töötlemisel
Silikoonilisandeid kasutatakse laialdaselt polümeeride tootmisel abiainetena ja funktsionaalsete modifikaatoritena, et reguleerida sulamiskäitumist, parandada pinnaomadusi ja suurendada töötlemise stabiilsust suure läbilaskevõimega tootmistingimustes.
Termoplastsetes töötlemiskeskkondades, nagu ekstrusioon, survevalu, kilepuhumine ja segamine, puutuvad polümeerid sageli kokku suure nihkepinge ja kõrgete temperatuuridega. Need tingimused võivad põhjustada tavalisi töötlemisprobleeme, sealhulgas ebastabiilset sulavoolu, pinnadefekte (näiteks sulapragunemist ja hainaha teket), vormi kogunemist ja ebaühtlast tootekvaliteeti.
Silikoonilisandid on loodud nende faasidevaheliste ja reoloogiliste piirangute lahendamiseks, vähendades polümeeri ja metalli hõõrdumist, parandades sulamisliidese määrimist ja stabiliseerides voolavuskäitumist töötlemise ajal. Selle tulemusena aitavad need kaasa tõhusamale tootmisele ja ühtlasemale lõpptoote jõudlusele.
Neid kasutatakse laialdaselt peamistes polümeersüsteemides, sealhulgas polüolefiinides (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC-ühendites, termoplastsetes elastomeerides (TPE, TPU, TPO, TPV) ja tehnilistes plastides (ABS, PC, PA/Nailon, PBT, PET, PPS, POM ja PMMA).
Töötlemise seisukohast kasutatakse silikoonlisandeid ekstrusiooni-, survevalu-, kilepuhumis- ja segamisprotsessides, kus need aitavad stabiliseerida sulamise reoloogiat, vähendada pindadevahelist hõõrdumist ning minimeerida pinna ja stantsiga seotud defekte pideva või kiire töö tingimustes.
Lõppkasutuse rakenduste hulka kuuluvad juhtme- ja kaablisüsteemid, autode sisustusdetailid, jalatsimaterjalid, torud, paindlikud pakendid, katted, värvid, kiud ja lai valik konstrueeritud ja modifitseeritud plasttooteid.
Kuna tööstusharu üha enam rõhutab tootlikkuse kasvu, rangemat kvaliteedikontrolli, praagi vähendamist ja materjalide jätkusuutlikkuse parandamist, ei peeta silikoonlisandeid enam lihtsalt abiaineteks. Selle asemel integreeritakse neid üha enam funktsionaalsete koostise komponentidena polümeersüsteemide disaini, aidates otseselt kaasa nii töötlemise efektiivsusele kui ka lõpptoote toimivusele.
Selle tulemusel on silikoonlisandite tootjatest saanud ülemaailmse polümeeride väärtusahela peamised tehnoloogiapartnerid.
See artikkel tutvustab kümmet maailma suurimat silikoonlisandite tootjat, aidates töötlejatel tuvastada juhtivaid tarnijaid, tehnoloogiaid ja lahendusi polümeeride töötlemise rakenduste jaoks.

Mis on silikoonilisandid?
Silikoonilisandid – mida nimetatakse ka silikoonpõhisteks lisanditeks, siloksaanilisanditeks või polüsiloksaanilisanditeks – on funktsionaalsed töötlemisabiained ja jõudlust parandavad materjalid, mis tavaliselt põhinevad polüdimetüülsiloksaanil (PDMS) või modifitseeritud ränidioksiidiühenditel.
Neid lisatakse suhteliselt madalates kontsentratsioonides (tavaliselt 0,1–5%), et parandada töödeldavust, pinnaomadusi ja toote pikaajalist vastupidavust.
Peamised jõudlusfunktsioonid
• Sulamishõõrdumise vähendamine ja voolavuskäitumise parandamine
• Pinddefektide, näiteks sulamispragunemise ja hainaha tekkimise vältimine
• Die kogunemise vähendamine ja seadmete saastumise minimeerimine
• Pinna sileduse ja kombatavusomaduste parandamine
• Tootmise stabiilsuse ja läbilaskevõime parandamine

Silikoonilisandite põhikeemia
Silikoonlisandite toimivus tuleneb nende painduvast räni-hapniku (Si-O) selgroost, mis on sageli funktsionaliseeritud orgaaniliste külgrühmadega, näiteks metüüliga.
See ainulaadne molekulaarstruktuur pakub:
• Madal pindpinevus parema määrimise tagamiseks
• Kõrge termiline ja oksüdatiivne stabiilsus nõudlikes töötlemistingimustes
• Hüdrofoobsus, mis aitab kaitsta polümeerpindu niiskuse eest
• Suurepärane libisemis- ja määrimisvõime, vähendades nihkepinget ekstrusiooni ja vormimise ajal
• Keemiline inerts ja paindlikkus, mis võimaldab ühilduvust paljude polümeeridega

Kaasaegsete silikoonlisandite tüübid
Silikoonilisandid on loodud vastama spetsiifilistele toimivusnõuetele, mis sõltuvad molekulmassist, funktsionaalrühmadest ja polümeeri arhitektuurist. Levinud tööstuslike vormide hulka kuuluvad silikoonvedelikud (õlid), siloksaanid, polüeetriga modifitseeritud silikoonid, silikoonvaigud, silikooni põhisegud ja silikoonpulbrid.

1. Silikoonist põhisegu
Silikoonist masterbatch on esmaklassiline graanuliteks vormitud segu, mida kasutatakse laialdaselt polümeeritööstuses. See tipptasemel tehnoloogia tugineb ülikõrge molekulmassiga (UHMW) siloksaanpolümeeride dispergeerimisele erinevatesse termoplastkandjatesse (sealhulgas polüolefiinid, tehniliste plastide ja termoplastsete elastomeeride segud). Standardsete graanulite kujul tarnituna võimaldab see puhast ja täpset doseerimist otse termoplastmaatriksisse segamise, ekstrusiooni või survevalu ajal. Erinevalt traditsioonilistest vahadest, rasvhappe amiididest või madalmolekulaarsetest õlidest pakuvad UHMW silikoonist masterbatch suurepärast pinna libisemist ja vormist vabanemist, vältides samal ajal tõhusalt töötlemisdefekte, nagu kruvide libisemine.

2. Silikoonvedelikud (PDMS)
Silikoonvedelikud (PDMS-id) on madala kuni keskmise molekulmassiga lineaarsed mittereaktiivsed silikoonid, mida iseloomustab korduv räni-hapniku (-Si-O-) karkass metüülkülgrühmadega. Polümeeride töötlemisel toimivad nad peamiselt ajutiste füüsikaliste töötlemisabiainete ja väliste määrdeainetena. Tänu oma suurele molekulaarsele liikuvusele ja keemilise sideme puudumisele peremeespolümeermaatriksiga vähendavad nad sulaviskoossust ja pöördemomenti, kuid on väga altid migratsioonile, mis viib pinnaerituseni, kruvide libisemiseni ja sellele järgnevate värvi- või trükikleepumistega.

3. Funktsionaalsed silikoonorganilised lisandid
Funktsionaalsed organosilikoonlisandid on keemiliselt või orgaaniliselt modifitseeritud silikoonkopolümeerid, mis sisaldavad reaktiivseid või polaarseid funktsionaalseid rühmi (näiteks epoksü-, amino-, karboksü-, vinüül- või polüeetrisegmente) siloksaani selgroo või ahela otstes. Erinevalt tavapärastest PDMS-idest on need lisandid molekulaarselt konstrueeritud toimima pindadevahelise modifikaatorina ja reaktiivsete sobitusainetena. Need vähendavad pindadevahelist pinget ja parandavad faaside adhesiooni kokkusobimatute komponentide vahel, muutes need oluliseks tehniliste plastide täiustamiseks, taaskasutatud/PCR-polümeeride toimivuse suurendamiseks ning täiteaine märgumise ja hajumise (nt halogeenivabad leegiaeglustid, klaaskiud) parandamiseks mitmekomponendilistes polümeersüsteemides.

4. Silikoonipulbrid
Silikoonpulbrid on vabalt voolavad, tahked, osakeste kujul olevad silikoonvalemid, mis koosnevad sageli ülikõrge molekulmassiga (UHMW) siloksaanpolümeeridest, mis on ankurdatud anorgaanilise ränidioksiidi südamikku, või kolmemõõtmelistest sfäärilistest silikoonvaikudest (nt polümetüülsilseskvioksaan). Need on konstrueeritud püsivate jõudlusmodifikaatoritena ja segatakse termoplastidesse, et pakkuda pikaajalisi pinnaparandusi – näiteks püsivat kriimustus- ja kulumiskindlust, hõõrdeteguri (COF) stabiilset vähenemist ja blokeerumisvastaseid omadusi – ilma et see kahjustaks aluspinna mehaanilisi omadusi või järeltöötlusel värvitavust.