Notícies

Introducció: El paper dels additius de silicona en el processament de polímers
Els additius de silicona s'utilitzen àmpliament com a ajudants de processament i modificadors funcionals en la fabricació de polímers per regular el comportament de la fosa, millorar les propietats superficials i augmentar l'estabilitat del processament en condicions de producció d'alt rendiment.
En entorns de processament de termoplàstics com l'extrusió, el modelat per injecció, el bufat de pel·lícules i la composició, els polímers sovint estan sotmesos a tensions de cisallament elevades i temperatures elevades. Aquestes condicions poden provocar reptes de processament comuns, com ara un flux de fusió inestable, defectes superficials (com ara fractures de la fosa i pell de tauró), acumulació de matrius i una qualitat del producte inconsistent.
Els additius de silicona estan dissenyats per abordar aquestes limitacions interfacials i reològiques reduint la fricció polímer-metall, millorant la lubricació a la interfície de la fosa i estabilitzant el comportament del flux durant el processament. Com a resultat, contribueixen a unes operacions de producció més eficients i a un rendiment del producte final més consistent.
S'apliquen àmpliament en els principals sistemes polimèrics, incloent-hi poliolefines (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), compostos de PVC, elastòmers termoplàstics (TPE, TPU, TPO, TPV) i plàstics d'enginyeria (ABS, PC, PA/niló, PBT, PET, PPS, POM i PMMA).
Des del punt de vista del processament, els additius de silicona s'utilitzen en processos d'extrusió, emmotllament per injecció, bufat de pel·lícules i compostos, on ajuden a estabilitzar la reologia de la fosa, reduir la fricció interfacial i minimitzar els defectes relacionats amb la superfície i la matriu en condicions de funcionament contínues o d'alta velocitat.
Les aplicacions finals inclouen sistemes de filferro i cable, components d'interior d'automòbils, materials per a calçat, canonades, embalatges flexibles, recobriments, pintures, fibres i una àmplia gamma de productes plàstics dissenyats i modificats.
Amb l'èmfasi creixent de la indústria en una major productivitat, un control de qualitat més estricte, una reducció de les taxes de rebuig i una millora de la sostenibilitat dels materials, els additius de silicona ja no es consideren simples ajudes al processament. En canvi, s'integren cada cop més com a components funcionals de formulació dins del disseny del sistema polimèric, contribuint directament tant a l'eficiència del processament com al rendiment del producte final.
Com a resultat, els fabricants d'additius de silicona s'han convertit en socis tecnològics clau al llarg de la cadena de valor global dels polímers.
Aquest article destaca els 10 principals fabricants d'additius de silicona a tot el món, ajudant els processadors a identificar proveïdors, tecnologies i solucions líders per a aplicacions de processament de polímers.

Què són els additius de silicona?
Els additius de silicona, també coneguts com a additius a base de silicona, additius de siloxà o additius de polisiloxà, són ajudes funcionals per al processament i materials que milloren el rendiment, normalment basats en polidimetilsiloxà (PDMS) o compostos organosilicònics modificats.
S'incorporen en concentracions relativament baixes (normalment del 0,1 al 5%) per millorar la processabilitat, les característiques superficials i la durabilitat del producte a llarg termini.
Funcions clau de rendiment
• Reducció de la fricció de la fosa i millora del comportament de flux
• Prevenció de defectes superficials com ara fractures per fusió i pell de tauró
• Reducció de l'acumulació de matrius i minimització de l'incrustació dels equips
• Millora de la suavitat superficial i les propietats tàctils
• Millora de l'estabilitat i el rendiment de la producció

Química bàsica dels additius de silicona
El rendiment dels additius de silicona prové de la seva cadena principal flexible de silici-oxigen (Si-O), sovint funcionalitzada amb grups laterals orgànics com el metil.
Aquesta estructura molecular única proporciona:
• Baixa tensió superficial per a una lubricació superior
• Alta estabilitat tèrmica i oxidativa en condicions de processament exigents
• Hidrofobicitat que ajuda a protegir les superfícies dels polímers de la humitat
• Excel·lent lliscament i lubricitat, reduint la tensió de cisallament durant l'extrusió i el modelat
• Inertícia i flexibilitat químiques, que permeten la compatibilitat amb una àmplia gamma de polímers

Tipus d'additius de silicona moderns
Els additius de silicona estan dissenyats per complir requisits de rendiment específics en funció del pes molecular, els grups funcionals i l'arquitectura del polímer. Les formes industrials comunes inclouen fluids de silicona (olis), siloxans, silicones modificades amb polièter, resines de silicona, masterbatchs de silicona i pols de silicona.

1. Masterbatch de silicona
El masterbatch de silicona és una formulació pelletitzada de primera qualitat àmpliament utilitzada a la indústria dels polímers. La tecnologia d'avantguarda es basa en la dispersió de polímers de siloxà de pes molecular ultra alt (UHMW) en diversos portadors termoplàstics (incloses poliolefines, plàstics d'enginyeria i elastòmers termoplàstics). Subministrat en forma de pellet estàndard, permet una dosificació neta i precisa directament a la matriu termoplàstica durant la composició, l'extrusió o el modelat per injecció. A diferència de les ceres tradicionals, les amides d'àcids grassos o els olis de baix pes molecular, els masterbatchs de silicona UHMW proporcionen un lliscament superficial i un desemmotllament superiors, alhora que eviten eficaçment defectes de processament com el lliscament del cargol.

2. Fluids de silicona (PDMS)
Els fluids de silicona (PDMS) són silicones lineals, no reactives i de pes molecular baix a mitjà, caracteritzades per una cadena principal de silici-oxigen (-Si-O-) repetitiva amb grups laterals metil. En el processament de polímers, funcionen principalment com a ajudes temporals del processament físic i lubricants externs. A causa de la seva alta mobilitat molecular i la manca d'enllaç químic amb la matriu polimèrica hoste, redueixen la viscositat i el parell de fusió, però són molt propensos a la migració, cosa que provoca exsudació superficial, lliscament del cargol i posteriors fallades d'adherència de la pintura o la impressió.

3. Additius organosiliconats funcionals
Els additius organosiliconats funcionals són copolímers de silicona modificats químicament o organometàl·licament que incorporen grups funcionals reactius o polars (com ara segments d'epoxi, amino, carboxi, vinil o polièter) a la cadena principal o als extrems de la cadena de siloxà. A diferència del PDMS convencional, aquests additius estan dissenyats molecularment per actuar com a modificadors interfacials i compatibilitzadors reactius. Redueixen la tensió interfacial i milloren l'adhesió de fase entre components incompatibles, cosa que els fa essencials per millorar els plàstics d'enginyeria, augmentar el rendiment dels polímers reciclats/PCR i millorar la humectació i la dispersió del farciment (per exemple, retardants de flama sense halògens, fibres de vidre) en sistemes polimèrics multicomponent.

4. Pols de silicona
Les pols de silicona són formulacions de silicona sòlides i particulades de flux lliure, sovint compostes per polímers de siloxà de pes molecular ultra alt (UHMW) ancorats en un nucli de sílice inorgànica o resines de silicona esfèriques tridimensionals (per exemple, polimetilsilsesquioxà). Dissenyades com a modificadors de rendiment permanents, es composen en termoplàstics per proporcionar millores superficials duradores, com ara resistència permanent a les ratllades i al desgast, reducció estable del coeficient de fricció (COF) i característiques antibloqueig, sense comprometre les propietats mecàniques del substrat ni la pintabilitat posterior al processament.