Новини

Въведение: Ролята на силиконовите добавки в преработката на полимери
Силиконовите добавки се използват широко като помощни вещества и функционални модификатори в производството на полимери за регулиране на поведението на стопилката, подобряване на повърхностните свойства и повишаване на стабилността на обработката при условия на високопроизводително производство.
В термопластични обработващи среди, като екструдиране, шприцване, раздуване на филми и компаундиране, полимерите често са подложени на високо напрежение на срязване и повишени температури. Тези условия могат да доведат до често срещани предизвикателства при обработката, включително нестабилен поток на стопилката, повърхностни дефекти (като разкъсване на стопилката и „акула кожа“), натрупване на отлагания върху матрицата и непостоянно качество на продукта.
Силиконовите добавки са разработени, за да се справят с тези междуфазови и реологични ограничения чрез намаляване на триенето между полимер и метал, подобряване на смазването на границата на стопилката и стабилизиране на поведението на потока по време на обработка. В резултат на това те допринасят за по-ефективни производствени операции и по-постоянна производителност на крайния продукт.
Те се прилагат широко в основни полимерни системи, включително полиолефини (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC съединения, термопластични еластомери (TPE, TPU, TPO, TPV) и инженерни пластмаси (ABS, PC, PA/Nylon, PBT, PET, PPS, POM и PMMA).
От гледна точка на обработката, силиконовите добавки се използват в процесите на екструдиране, шприцване, раздуване на филми и компаундиране, където те спомагат за стабилизиране на реологията на стопилката, намаляване на междуфазовото триене и минимизиране на дефектите, свързани с повърхността и матрицата, при непрекъснати или високоскоростни работни условия.
Крайните приложения включват кабелни и телени системи, компоненти за автомобилен интериор, материали за обувки, тръби, гъвкави опаковки, покрития, бои, влакна и широка гама от инженерни и модифицирани пластмасови изделия.
С нарастващия акцент в индустрията върху по-висока производителност, по-строг контрол на качеството, намалени нива на брак и подобрена устойчивост на материалите, силиконовите добавки вече не се разглеждат като прости помощни средства за обработка. Вместо това, те все повече се интегрират като функционални компоненти на формулите в рамките на дизайна на полимерните системи, допринасяйки пряко както за ефективността на обработката, така и за производителността на крайния продукт.
В резултат на това производителите на силиконови добавки са се превърнали в ключови технологични партньори в цялата световна верига за създаване на стойност в полимерите.
Тази статия представя 10-те най-големи производители на силиконови добавки в световен мащаб, помагайки на преработвателите да идентифицират водещи доставчици, технологии и решения за приложения за обработка на полимери.

Какво представляват силиконовите добавки?
Силиконовите добавки – наричани още добавки на силиконова основа, силоксанови добавки или полисилоксанови добавки – са функционални помощни вещества за обработка и материали за подобряване на производителността, обикновено базирани на полидиметилсилоксан (PDMS) или модифицирани органосиликонови съединения.
Те се добавят в относително ниски концентрации (обикновено 0,1–5%), за да подобрят обработваемостта, характеристиките на повърхността и дълготрайността на продукта.
Ключови функции за изпълнение
• Намаляване на триенето на стопилката и подобряване на поведението на течливост
• Предотвратяване на повърхностни дефекти, като например счупване от стопилка и „акула кожа“
• Намаляване на натрупването на отлагания в матрицата и минимизиране на замърсяването на оборудването
• Подобряване на гладкостта на повърхността и тактилните свойства
• Подобряване на стабилността на производството и производителността

Основна химия на силиконовите добавки
Характеристиките на силиконовите добавки произтичат от тяхната гъвкава силициево-кислородна (Si-O) верига, често функционализирана с органични странични групи като метил.
Тази уникална молекулярна структура осигурява:
• Ниско повърхностно напрежение за превъзходно смазване
• Висока термична и окислителна стабилност при взискателни условия на обработка
• Хидрофобност, която помага за защитата на полимерните повърхности от влага
• Отлично плъзгане и смазване, намалявайки напрежението на срязване по време на екструдиране и формоване
• Химична инертност и гъвкавост, позволяващи съвместимост с широк спектър от полимери

Видове съвременни силиконови добавки
Силиконовите добавки са проектирани да отговарят на специфични изисквания за производителност в зависимост от молекулното тегло, функционалните групи и архитектурата на полимера. Често срещани промишлени форми включват силиконови течности (масла), силоксани, полиетер-модифицирани силикони, силиконови смоли, силиконови мастербачи и силиконови прахове.

1. Силиконов мастербач
Силиконовият мастербач е първокласна пелетизирана формула, широко използвана в полимерната индустрия. Най-съвременната технология се основава на диспергиране на силоксанови полимери с ултрависоко молекулно тегло (UHMW) в различни термопластични носители (включително полиолефини, инженерни пластмаси и термопластични еластомери). Доставян в стандартна пелетна форма, той позволява чисто и прецизно дозиране директно в термопластичната матрица по време на смесване, екструдиране или шприцване. За разлика от традиционните восъци, амиди на мастни киселини или нискомолекулни масла, UHMW силиконовите мастербачи осигуряват превъзходно повърхностно приплъзване и отделяне на матрицата, като същевременно ефективно избягват дефекти при обработката, като например приплъзване на шнека.

2. Силиконови течности (PDMS)
Силиконовите флуиди (PDMS) са линейни, нереактивни силикони с ниско до средно молекулно тегло, характеризиращи се с повтаряща се силициево-кислородна (-Si-O-) верига с метилови странични групи. При обработката на полимери те функционират предимно като временни физически помощни средства за обработка и външни смазочни вещества. Поради високата си молекулна мобилност и липсата на химическа връзка с полимерната матрица на гостоприемника, те понижават вискозитета на стопилката и въртящия момент, но са силно склонни към миграция, което води до повърхностна ексудация, приплъзване на винта и последващи повреди по адхезията на боята или печата.

3. Функционални органосиликонови добавки
Функционалните органосиликонови добавки са химически или органомодифицирани силиконови съполимери, които включват реактивни или полярни функционални групи (като епоксидни, амино, карбокси, винилови или полиетерни сегменти) в силоксановия скелет или краищата на веригата. За разлика от конвенционалните PDMS, тези добавки са молекулярно проектирани да действат като модификатори на междинните повърхности и реактивни съвместимости. Те намаляват междинното напрежение и подобряват фазовата адхезия между несъвместими компоненти, което ги прави важни за подобряване на инженерните пластмаси, повишаване на производителността на рециклирани/PCR полимери и подобряване на омокрянето и дисперсията на пълнителите (напр. безхалогенни забавители на горенето, стъклени влакна) в многокомпонентни полимерни системи.

4. Силиконови прахове
Силиконовите прахове са свободно течащи, твърди, частици силиконови формулировки, често съставени от силоксанови полимери с ултрависоко молекулно тегло (UHMW), закрепени в неорганично силициево ядро, или триизмерни сферични силиконови смоли (напр. полиметилсилсесквиоксан). Проектирани като постоянни модификатори на производителността, те се смесват с термопласти, за да осигурят дълготрайни подобрения на повърхността – като например трайна устойчивост на надраскване и износване, стабилно намаляване на коефициента на триене (COF) и антиблокиращи свойства – без да се компрометират механичните свойства на основата или възможността за последващо боядисване.