Новости

Введение: Роль силиконовых добавок в процессах переработки полимеров.
Силиконовые добавки широко используются в качестве технологических вспомогательных веществ и функциональных модификаторов в производстве полимеров для регулирования поведения расплава, улучшения свойств поверхности и повышения стабильности процесса в условиях высокопроизводительного производства.
В процессах обработки термопластов, таких как экструзия, литье под давлением, выдувание пленки и компаундирование, полимеры часто подвергаются высокому сдвиговому напряжению и повышенным температурам. Эти условия могут приводить к распространенным технологическим проблемам, включая нестабильный поток расплава, дефекты поверхности (такие как растрескивание расплава и «акулья кожа»), налипание материала на фильеры и непостоянное качество продукции.
Силиконовые добавки разработаны для решения этих межфазных и реологических проблем путем снижения трения между полимером и металлом, улучшения смазки на границе раздела расплава и стабилизации поведения потока в процессе обработки. В результате они способствуют повышению эффективности производственных процессов и более стабильным характеристикам конечного продукта.
Они широко применяются в основных полимерных системах, включая полиолефины (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), ПВХ-компаунды, термопластичные эластомеры (TPE, TPU, TPO, TPV) и конструкционные пластмассы (ABS, PC, PA/нейлон, PBT, PET, PPS, POM и PMMA).
С точки зрения технологических процессов, силиконовые добавки используются в экструзии, литье под давлением, выдувании пленок и компаундировании, где они помогают стабилизировать реологию расплава, снизить межфазное трение и минимизировать дефекты поверхности и фильеры в условиях непрерывной или высокоскоростной работы.
Сферы конечного применения включают в себя системы проводов и кабелей, компоненты салона автомобилей, материалы для обуви, трубы, гибкую упаковку, покрытия, краски, волокна, а также широкий спектр конструкционных и модифицированных пластмассовых изделий.
В условиях растущего внимания промышленности к повышению производительности, ужесточению контроля качества, снижению брака и улучшению экологичности материалов, силиконовые добавки больше не рассматриваются как простые технологические добавки. Вместо этого они все чаще интегрируются в качестве функциональных компонентов рецептур при проектировании полимерных систем, напрямую способствуя как повышению эффективности обработки, так и улучшению характеристик конечного продукта.
В результате производители силиконовых добавок стали ключевыми технологическими партнерами во всей глобальной цепочке создания стоимости полимеров.
В этой статье представлены 10 ведущих мировых производителей силиконовых добавок, что поможет переработчикам определить лучших поставщиков, технологии и решения для применения в полимерной промышленности.

Что такое силиконовые добавки?
Силиконовые добавки — также называемые добавками на основе силикона, силоксановыми добавками или полисилоксановыми добавками — это функциональные технологические добавки и материалы, улучшающие эксплуатационные характеристики, как правило, на основе полидиметилсилоксана (ПДМС) или модифицированных кремнийорганических соединений.
Они добавляются в относительно низких концентрациях (обычно 0,1–5%) для улучшения технологичности, характеристик поверхности и долговечности изделия.
Ключевые показатели эффективности
• Снижение трения расплава и улучшение характеристик текучести.
• Предотвращение дефектов поверхности, таких как растрескивание при плавлении и образование «акульей кожи».
• Снижение образования налета на штампах и минимизация загрязнения оборудования.
• Улучшение гладкости поверхности и тактильных свойств
• Повышение стабильности и производительности производства.

Основные принципы химии силиконовых добавок
Эффективность силиконовых добавок обусловлена ​​их гибкой кремний-кислородной (Si–O) структурой, часто функционализированной органическими боковыми группами, такими как метил.
Эта уникальная молекулярная структура обеспечивает:
• Низкое поверхностное натяжение для превосходной смазки
• Высокая термическая и окислительная стабильность в сложных условиях обработки.
• Гидрофобность, которая помогает защитить полимерные поверхности от влаги.
• Превосходные скольжения и смазывающие свойства, снижающие напряжение сдвига при экструзии и формовании.
• Химическая инертность и гибкость, обеспечивающие совместимость с широким спектром полимеров.

Виды современных силиконовых добавок
Силиконовые добавки разрабатываются с учетом конкретных требований к эксплуатационным характеристикам в зависимости от молекулярной массы, функциональных групп и структуры полимера. К распространенным промышленным формам относятся силиконовые жидкости (масла), силоксаны, полиэфир-модифицированные силиконы, силиконовые смолы, силиконовые мастербатчи и силиконовые порошки.

1. Силиконовая мастербатч-смесь
Силиконовая мастербатч — это высококачественная гранулированная композиция, широко используемая в полимерной промышленности. Современная технология основана на диспергировании сверхвысокомолекулярных (СВМ) силоксановых полимеров в различных термопластичных носителях (включая полиолефины, конструкционные пластмассы и термопластичные эластомеры). Поставляемая в стандартной гранулированной форме, она обеспечивает чистое и точное дозирование непосредственно в термопластичную матрицу во время компаундирования, экструзии или литья под давлением. В отличие от традиционных восков, амидов жирных кислот или низкомолекулярных масел, СВМ силиконовые мастербатчи обеспечивают превосходное скольжение по поверхности и отделение от формы, эффективно предотвращая дефекты обработки, такие как проскальзывание шнека.

2. Силиконовые жидкости (PDMS)
Силиконовые жидкости (ПДМС) — это линейные, нереактивные силиконы с низкой или средней молекулярной массой, характеризующиеся повторяющейся кремний-кислородной (-Si-O-) структурой с метильными боковыми группами. В процессах переработки полимеров они в основном используются в качестве временных физических вспомогательных веществ и внешних смазок. Благодаря высокой молекулярной подвижности и отсутствию химической связи с основной полимерной матрицей, они снижают вязкость расплава и крутящий момент, но очень склонны к миграции, что приводит к вытеканию жидкости с поверхности, проскальзыванию шнека и, как следствие, к нарушению адгезии краски или печати.

3. Функциональные органосиликоновые добавки
Функциональные органосиликоновые добавки представляют собой химически или органомодифицированные силиконовые сополимеры, в которые в силоксановую основу или концевые группы встраиваются реактивные или полярные функциональные группы (такие как эпоксидные, аминогруппы, карбоксильные группы, винильные группы или полиэфирные сегменты). В отличие от обычного полидиметилсилоксана (ПДМС), эти добавки имеют молекулярную структуру, позволяющую им действовать в качестве модификаторов межфазной границы и реактивных компатибилизаторов. Они снижают межфазное натяжение и улучшают адгезию фаз между несовместимыми компонентами, что делает их необходимыми для улучшения конструкционных пластиков, повышения эксплуатационных характеристик переработанных/полимеров, а также улучшения смачиваемости и дисперсии наполнителей (например, безгалогенные антипирены, стекловолокно) в многокомпонентных полимерных системах.

4. Силиконовые порошки
Силиконовые порошки представляют собой сыпучие твердые, дисперсные силиконовые составы, часто состоящие из сверхвысокомолекулярных (СВМ) силоксановых полимеров, закрепленных в неорганическом кремниевом ядре, или трехмерных сферических силиконовых смол (например, полиметилсилсесквиоксана). Разработанные в качестве постоянных модификаторов эксплуатационных характеристик, они добавляются в термопласты для обеспечения долговременного улучшения поверхности — такого как постоянная устойчивость к царапинам и износу, стабильное снижение коэффициента трения (COF) и антиблокировочные свойства — без ущерба для механических свойств подложки или возможности последующей покраски.