Նորություններ

Ներածություն. Սիլիկոնային հավելանյութերի դերը պոլիմերների մշակման մեջ
Սիլիկոնային հավելումները լայնորեն օգտագործվում են որպես մշակման օժանդակ միջոցներ և ֆունկցիոնալ մոդիֆիկատորներ պոլիմերների արտադրության մեջ՝ հալման վարքագիծը կարգավորելու, մակերևութային հատկությունները բարելավելու և բարձր արտադրողականության արտադրության պայմաններում մշակման կայունությունը բարձրացնելու համար։
Ջերմապլաստիկ մշակման միջավայրերում, ինչպիսիք են էքստրուզիան, ներարկման ձուլումը, թաղանթի փչումը և խառնուրդների պատրաստումը, պոլիմերները հաճախ ենթարկվում են բարձր սղման լարվածության և բարձր ջերմաստիճանների: Այս պայմանները կարող են հանգեցնել մշակման տարածված խնդիրների, այդ թվում՝ անկայուն հալույթի հոսքի, մակերևութային թերությունների (օրինակ՝ հալույթի կոտրվածք և շնաձկան մորթի), մատրիցայի կուտակման և արտադրանքի անհամապատասխան որակի:
Սիլիկոնային հավելումները մշակվում են այս միջերեսային և ռեոլոգիական սահմանափակումները լուծելու համար՝ նվազեցնելով պոլիմեր-մետաղ շփումը, բարելավելով հալույթի միջերեսի յուղումը և կայունացնելով հոսքի վարքագիծը մշակման ընթացքում: Արդյունքում, դրանք նպաստում են ավելի արդյունավետ արտադրական գործողություններին և վերջնական արտադրանքի ավելի կայուն աշխատանքին:
Դրանք լայնորեն կիրառվում են հիմնական պոլիմերային համակարգերում, ներառյալ պոլիօլեֆինները (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC միացությունները, ջերմապլաստիկ էլաստոմերները (TPE, TPU, TPO, TPV) և ինժեներական պլաստմասսաները (ABS, PC, PA/նեյլոն, PBT, PET, PPS, POM և PMMA):
Մշակման տեսանկյունից, սիլիկոնային հավելանյութերն օգտագործվում են էքստրուզիայի, ներարկման ձուլման, թաղանթի փչման և խառնուրդների պատրաստման գործընթացներում, որտեղ դրանք նպաստում են հալույթի ռեոլոգիայի կայունացմանը, միջմակերեսային շփման նվազեցմանը և մակերեսի ու մատրիցայի հետ կապված թերությունների նվազագույնի հասցնելուն շարունակական կամ բարձր արագությամբ շահագործման պայմաններում:
Վերջնական օգտագործման կիրառությունները ներառում են մետաղալարերի և մալուխների համակարգեր, ավտոմեքենաների ինտերիերի բաղադրիչներ, կոշիկի նյութեր, խողովակներ, ճկուն փաթեթավորում, ծածկույթներ, ներկեր, մանրաթելեր և ինժեներական և մոդիֆիկացված պլաստիկե արտադրանքի լայն տեսականի:
Արդյունաբերության մեջ արտադրողականության բարձրացման, որակի ավելի խիստ վերահսկողության, թափոնների քանակի կրճատման և նյութերի կայունության բարելավման վրա շեշտադրման աճին զուգընթաց, սիլիկոնային հավելումները այլևս չեն դիտվում որպես պարզ մշակման օժանդակ միջոցներ: Դրա փոխարեն, դրանք ավելի ու ավելի են ինտեգրվում որպես ֆունկցիոնալ բանաձևի բաղադրիչներ պոլիմերային համակարգի նախագծման մեջ՝ անմիջականորեն նպաստելով ինչպես մշակման արդյունավետությանը, այնպես էլ վերջնական արտադրանքի արտադրողականությանը:
Արդյունքում, սիլիկոնային հավելումների արտադրողները դարձել են պոլիմերների համաշխարհային արժեքային շղթայի հիմնական տեխնոլոգիական գործընկերներ։
Այս հոդվածը ներկայացնում է աշխարհի 10 լավագույն սիլիկոնային հավելանյութերի արտադրողներին՝ օգնելով վերամշակողներին գտնել պոլիմերների մշակման համար առաջատար մատակարարներ, տեխնոլոգիաներ և լուծումներ։

Ի՞նչ են սիլիկոնային հավելումները:
Սիլիկոնային հավելումները, որոնք նաև կոչվում են սիլիկոնային հիմքով հավելումներ, սիլօքսանային հավելումներ կամ պոլիսիլօքսանային հավելումներ, ֆունկցիոնալ մշակման օժանդակ միջոցներ և արդյունավետությունը բարձրացնող նյութեր են, որոնք սովորաբար հիմնված են պոլիդիմեթիլսիլօքսանի (PDMS) կամ մոդիֆիկացված սիլիցիումային օրգանոզիլիցային միացությունների վրա:
Դրանք ներառվում են համեմատաբար ցածր կոնցենտրացիաներով (սովորաբար 0.1–5%)՝ վերամշակելիությունը, մակերեսային բնութագրերը և արտադրանքի երկարատև դիմացկունությունը բարելավելու համար։
Հիմնական կատարողական գործառույթներ
• Հալույթի շփման նվազեցում և հոսքի վարքի բարելավում
• Կանխում է մակերեսային թերությունները, ինչպիսիք են հալման կոտրվածքը և շնաձկան կաշվի տեսքը
• Նվազեցնում է մատրիցային կուտակումները և նվազագույնի է հասցնում սարքավորումների աղտոտումը
• Մակերեսի հարթության և շոշափելիության բարելավում
• Արտադրության կայունության և արտադրողականության բարելավում

Սիլիկոնային հավելումների հիմնական քիմիան
Սիլիկոնային հավելումների արդյունավետությունը պայմանավորված է դրանց ճկուն սիլիցիում-թթվածին (Si-O) կառուցվածքով, որը հաճախ ֆունկցիոնալիզացված է օրգանական կողմնակի խմբերով, ինչպիսին է մեթիլը։
Այս եզակի մոլեկուլային կառուցվածքը ապահովում է.
• Ցածր մակերեսային լարվածություն՝ գերազանց յուղման համար
• Բարձր ջերմային և օքսիդատիվ կայունություն պահանջկոտ մշակման պայմաններում
• Հիդրոֆոբիկություն, որը օգնում է պաշտպանել պոլիմերային մակերեսները խոնավությունից
• Գերազանց սահունություն և մածուցիկություն, որը նվազեցնում է սղման լարվածությունը արտամղման և ձուլման ժամանակ
• Քիմիական իներտություն և ճկունություն, որը հնարավորություն է տալիս համատեղելիություն ունենալ պոլիմերների լայն շրջանակի հետ

Ժամանակակից սիլիկոնային հավելումների տեսակները
Սիլիկոնային հավելումները նախագծվում են՝ համապատասխանելու մոլեկուլային քաշից, ֆունկցիոնալ խմբերից և պոլիմերային ճարտարապետությունից կախված որոշակի կատարողականի պահանջներին: Արդյունաբերական տարածված ձևերից են սիլիկոնային հեղուկները (յուղերը), սիլօքսանները, պոլիեթերով մոդիֆիկացված սիլիկոնները, սիլիկոնային խեժերը, սիլիկոնային մաստերբաթչերը և սիլիկոնային փոշիները:

1. Սիլիկոնային մաստերբաթչ
Սիլիկոնային մաստերբաթչը պրեմիում դասի գնդիկավոր բանաձև է, որը լայնորեն կիրառվում է պոլիմերային արդյունաբերության մեջ: Ժամանակակից տեխնոլոգիան հիմնված է գերբարձր մոլեկուլային քաշի (UHMW) սիլօքսանային պոլիմերների տարբեր ջերմապլաստիկ կրիչների (ներառյալ պոլիօլեֆիններ, ինժեներական պլաստմասսաներ և ջերմապլաստիկ էլաստոմերներ) մեջ ցրելու վրա: Ստանդարտ գնդիկավոր տեսքով մատակարարվելով՝ այն թույլ է տալիս մաքուր, ճշգրիտ չափաբաժին ուղղակիորեն ջերմապլաստիկ մատրիցայի մեջ խառնուրդի, էքստրուզիայի կամ ներարկման ձուլման ժամանակ: Ի տարբերություն ավանդական մոմերի, ճարպաթթուների ամիդների կամ ցածր մոլեկուլային քաշի յուղերի, UHMW սիլիկոնային մաստերբաթչերը ապահովում են գերազանց մակերեսային սահք և ձուլվածքի ազատում՝ արդյունավետորեն խուսափելով մշակման թերություններից, ինչպիսին է պտուտակային սահքը:

2. Սիլիկոնային հեղուկներ (PDMS)
Սիլիկոնային հեղուկները (ՍՀՀ) ցածրից մինչև միջին մոլեկուլային քաշի, գծային, ոչ ռեակտիվ սիլիկոններ են, որոնք բնութագրվում են կրկնվող սիլիցիում-թթվածին (-Si-O-) կառուցվածքով՝ մեթիլային կողմնակի խմբերով: Պոլիմերների մշակման մեջ դրանք հիմնականում գործում են որպես ժամանակավոր ֆիզիկական մշակման օժանդակ միջոցներ և արտաքին քսանյութեր: Բարձր մոլեկուլային շարժունակության և հիմնական պոլիմերային մատրիցայի հետ քիմիական կապի բացակայության շնորհիվ դրանք նվազեցնում են հալույթի մածուցիկությունը և պտտող մոմենտը, բայց խիստ հակված են միգրացիայի, ինչը հանգեցնում է մակերեսային արտազատման, պտուտակի սահքի և հետագա ներկի կամ տպագրության կպչունության խափանումների:

3. Ֆունկցիոնալ սիլիկոնային հավելումներ
Ֆունկցիոնալ օրգանոսիլիկոնային հավելումները քիմիապես կամ օրգանո-մոդիֆիկացված սիլիկոնային համապոլիմերներ են, որոնք ներառում են ռեակտիվ կամ բևեռային ֆունկցիոնալ խմբեր (օրինակ՝ էպօքսիդային, ամինո, կարբօքսի, վինիլային կամ պոլիեթերային հատվածներ) սիլօքսանային հիմքի կամ շղթայի ծայրերի մեջ: Ի տարբերություն ավանդական PDMS-ի, այս հավելումները մոլեկուլային ինժեներիայի միջոցով մշակված են՝ որպես միջերեսային մոդիֆիկատորներ և ռեակտիվ համատեղելիացուցիչներ գործելու համար: Դրանք նվազեցնում են միջերեսային լարվածությունը և ուժեղացնում անհամատեղելի բաղադրիչների միջև փուլային կպչունությունը, ինչը դրանք դարձնում է անհրաժեշտ ինժեներական պլաստմասսաների արդիականացման, վերամշակված/ՊՇՌ պոլիմերների արդյունավետության բարձրացման և լցանյութի թրջման և ցրման (օրինակ՝ հալոգենազուրկ կրակմարիչներ, ապակե մանրաթելեր) բարելավման համար բազմաբաղադրիչ պոլիմերային համակարգերում:

4. Սիլիկոնային փոշիներ
Սիլիկոնային փոշիները ազատ հոսող, պինդ, մասնիկային սիլիկոնային բանաձևեր են, որոնք հաճախ բաղկացած են անօրգանական սիլիցիումային միջուկում ամրացված գերբարձր մոլեկուլային քաշի (UHMW) սիլօքսանային պոլիմերներից կամ եռաչափ գնդաձև սիլիկոնային խեժերից (օրինակ՝ պոլիմեթիլսիլսեսկվիօքսան): Ստեղծվելով որպես մշտական ​​կատարողականի մոդիֆիկատորներ, դրանք խառնվում են ջերմապլաստիկների մեջ՝ ապահովելու համար մակերեսի երկարատև բարելավումներ, ինչպիսիք են քերծվածքների և մաշվածության նկատմամբ մշտական ​​դիմադրությունը, շփման գործակցի (COF) կայուն նվազումը և հակախցանող հատկությունները՝ առանց վնասելու հիմքի մեխանիկական հատկությունները կամ հետմշակման ներկման հնարավորությունը: