Zprávy

Úvod: Úloha silikonových přísad při zpracování polymerů
Silikonové přísady se široce používají jako pomocné látky a funkční modifikátory při výrobě polymerů k regulaci chování taveniny, zlepšení povrchových vlastností a zvýšení stability zpracování za podmínek vysokého výkonu.
V prostředích zpracování termoplastů, jako je extruze, vstřikování plastů, vyfukování fólií a kompaundování, jsou polymery často vystaveny vysokému smykovému napětí a zvýšeným teplotám. Tyto podmínky mohou vést k běžným problémům se zpracováním, včetně nestabilního toku taveniny, povrchových vad (jako je lom taveniny a žraločí kůže), nánosů na raznici a nekonzistentní kvality výrobku.
Silikonové přísady jsou navrženy tak, aby řešily tato mezifázová a reologická omezení snížením tření mezi polymerem a kovem, zlepšením mazání na rozhraní taveniny a stabilizací tokových vlastností během zpracování. V důsledku toho přispívají k efektivnějším výrobním operacím a konzistentnějšímu výkonu konečného produktu.
Jsou široce používány v hlavních polymerních systémech, včetně polyolefinů (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC sloučenin, termoplastických elastomerů (TPE, TPU, TPO, TPV) a technických plastů (ABS, PC, PA/Nylon, PBT, PET, PPS, POM a PMMA).
Z hlediska zpracování se silikonové přísady používají v procesech extruze, vstřikování plastů, vyfukování fólií a míchání, kde pomáhají stabilizovat reologii taveniny, snižovat mezifázové tření a minimalizovat povrchové a matricové vady za podmínek kontinuálního nebo vysokorychlostního provozu.
Mezi konečné aplikace patří drátové a kabelové systémy, součásti automobilových interiérů, materiály pro obuv, potrubí, flexibilní obaly, nátěry, barvy, vlákna a široká škála technických a modifikovaných plastových výrobků.
S rostoucím důrazem průmyslu na vyšší produktivitu, přísnější kontrolu kvality, snížení míry zmetkovitosti a zlepšení udržitelnosti materiálů se silikonové přísady již nepovažují za pouhé pomocné látky. Místo toho se stále více integrují jako funkční složky formulací v rámci návrhu polymerních systémů, což přímo přispívá jak k efektivitě zpracování, tak k výkonu konečného produktu.
V důsledku toho se výrobci silikonových přísad stali klíčovými technologickými partnery v celém globálním hodnotovém řetězci polymerů.
Tento článek představuje 10 největších světových výrobců silikonových přísad a pomáhá zpracovatelům identifikovat přední dodavatele, technologie a řešení pro aplikace zpracování polymerů.

Co jsou silikonové přísady?
Silikonové přísady – označované také jako přísady na bázi silikonu, siloxanové přísady nebo polysiloxanové přísady – jsou funkční pomocné látky a materiály zvyšující výkon, obvykle na bázi polydimethylsiloxanu (PDMS) nebo modifikovaných organokřemičitých sloučenin.
Přidávají se v relativně nízkých koncentracích (obvykle 0,1–5 %) pro zlepšení zpracovatelnosti, povrchových vlastností a dlouhodobé trvanlivosti výrobku.
Klíčové výkonnostní funkce
• Snížení tření taveniny a zlepšení tokových vlastností
• Prevence povrchových vad, jako jsou tavné lomy a žraločí kůže
• Snížení nánosů v matrici a minimalizace znečištění zařízení
• Zlepšení hladkosti povrchu a hmatových vlastností
• Zlepšení stability a propustnosti výroby

Základní chemie silikonových přísad
Účinnost silikonových aditiv pochází z jejich flexibilní křemíkovo-kyslíkové (Si-O) sítě, často funkcionalizované organickými postranními skupinami, jako je methyl.
Tato unikátní molekulární struktura poskytuje:
• Nízké povrchové napětí pro vynikající mazání
• Vysoká tepelná a oxidační stabilita za náročných podmínek zpracování
• Hydrofobnost, která pomáhá chránit polymerní povrchy před vlhkostí
• Vynikající kluznost a mazací vlastnosti, snížení smykového napětí během extruze a lisování
• Chemická inertnost a flexibilita umožňující kompatibilitu s širokou škálou polymerů

Typy moderních silikonových přísad
Silikonové přísady jsou navrženy tak, aby splňovaly specifické výkonnostní požadavky v závislosti na molekulové hmotnosti, funkčních skupinách a polymerní architektuře. Mezi běžné průmyslové formy patří silikonové kapaliny (oleje), siloxany, polyetherem modifikované silikony, silikonové pryskyřice, silikonové masterbatche a silikonové prášky.

1. Silikonová předsměs
Silikonová masterbatch je prémiová peletovaná směs široce používaná v polymerním průmyslu. Tato nejmodernější technologie se opírá o disperzi siloxanových polymerů s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMW) do různých termoplastických nosičů (včetně polyolefinů, technických plastů a termoplastických elastomerů). Dodává se ve standardní formě pelet, což umožňuje čisté a přesné dávkování přímo do termoplastické matrice během míchání, extruze nebo vstřikování. Na rozdíl od tradičních vosků, amidů mastných kyselin nebo nízkomolekulárních olejů poskytují silikonové masterbatche UHMW vynikající povrchový kluz a uvolňování z formy a zároveň účinně zabraňují výrobním vadám, jako je prokluzování šroubů.

2. Silikonové kapaliny (PDMS)
Silikonové kapaliny (PDMS) jsou lineární, nereaktivní silikony s nízkou až střední molekulovou hmotností, které se vyznačují opakujícím se křemíkovo-kyslíkovým (-Si-O-) řetězcem s methylovými postranními skupinami. Při zpracování polymerů fungují primárně jako dočasné fyzikální pomocné látky a externí lubrikanty. Vzhledem k jejich vysoké molekulární mobilitě a absenci chemických vazeb s hostitelskou polymerní matricí snižují viskozitu taveniny a točivý moment, ale jsou vysoce náchylné k migraci, což vede k povrchové exsudaci, prokluzování šroubů a následnému selhání přilnavosti barvy nebo tisku.

3. Funkční organosilikonové přísady
Funkční organosilikonové přísady jsou chemicky nebo organicky modifikované silikonové kopolymery, které do siloxanového řetězce nebo konců řetězce začleňují reaktivní nebo polární funkční skupiny (jako jsou epoxidové, amino-, karboxylové, vinylové nebo polyetherové segmenty). Na rozdíl od konvenčních PDMS jsou tyto přísady molekulárně upraveny tak, aby působily jako modifikátory rozhraní a reaktivní kompatibilizátory. Snižují povrchové napětí a zlepšují fázovou adhezi mezi nekompatibilními složkami, což je činí nezbytnými pro modernizaci technických plastů, zvyšování výkonu recyklovaných/PCR polymerů a zlepšení smáčení a disperze plniv (např. bezhalogenových zpomalovačů hoření, skleněných vláken) ve vícesložkových polymerních systémech.

4. Silikonové prášky
Silikonové prášky jsou volně tekoucí, pevné, částicové silikonové formulace, často složené ze siloxanových polymerů s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMW) ukotvených v anorganickém oxidu křemičitém jádře nebo z trojrozměrných sférických silikonových pryskyřic (např. polymethylsilseskvioxan). Jsou navrženy jako permanentní modifikátory výkonu a jsou smíchávány s termoplasty, aby poskytovaly dlouhodobá vylepšení povrchu – jako je trvalá odolnost proti poškrábání a opotřebení, stabilní snížení součinitele tření (COF) a antiblokovací vlastnosti – aniž by to ohrozilo mechanické vlastnosti substrátu nebo jeho přetíratelnost po zpracování.