Haberler

Giriş: Polimer İşlemede Silikon Katkı Maddelerinin Rolü
Silikon katkı maddeleri, polimer üretiminde erime davranışını düzenlemek, yüzey özelliklerini iyileştirmek ve yüksek verimli üretim koşulları altında işlem stabilitesini artırmak amacıyla işleme yardımcıları ve fonksiyonel değiştiriciler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ekstrüzyon, enjeksiyon kalıplama, film üfleme ve bileşik oluşturma gibi termoplastik işleme ortamlarında, polimerler genellikle yüksek kesme gerilimine ve yüksek sıcaklıklara maruz kalır. Bu koşullar, kararsız erime akışı, yüzey kusurları (erime kırılması ve köpekbalığı derisi gibi), kalıp birikmesi ve tutarsız ürün kalitesi gibi yaygın işleme sorunlarına yol açabilir.
Silikon katkı maddeleri, polimer-metal sürtünmesini azaltarak, eriyik arayüzünde yağlamayı iyileştirerek ve işleme sırasında akış davranışını stabilize ederek bu arayüz ve reolojik sınırlamaları gidermek üzere tasarlanmıştır. Sonuç olarak, daha verimli üretim işlemlerine ve daha tutarlı nihai ürün performansına katkıda bulunurlar.
Bu malzemeler, poliolefinler (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC bileşikleri, termoplastik elastomerler (TPE, TPU, TPO, TPV) ve mühendislik plastikleri (ABS, PC, PA/Naylon, PBT, PET, PPS, POM ve PMMA) dahil olmak üzere başlıca polimer sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
İşleme açısından bakıldığında, silikon katkı maddeleri ekstrüzyon, enjeksiyon kalıplama, film şişirme ve bileşik oluşturma işlemlerinde kullanılır; bu işlemlerde eriyik reolojisini stabilize etmeye, arayüzey sürtünmesini azaltmaya ve sürekli veya yüksek hızlı çalışma koşulları altında yüzey ve kalıp kaynaklı kusurları en aza indirmeye yardımcı olurlar.
Son kullanım alanları arasında tel ve kablo sistemleri, otomotiv iç bileşenleri, ayakkabı malzemeleri, borular, esnek ambalajlar, kaplamalar, boyalar, elyaflar ve çok çeşitli mühendislik ürünü ve modifiye plastik ürünler yer almaktadır.
Endüstrinin daha yüksek verimliliğe, daha sıkı kalite kontrolüne, hurda oranlarının düşürülmesine ve malzeme sürdürülebilirliğinin iyileştirilmesine verdiği önemin artmasıyla birlikte, silikon katkı maddeleri artık basit işleme yardımcıları olarak görülmüyor. Bunun yerine, polimer sistem tasarımında işlevsel formülasyon bileşenleri olarak giderek daha fazla entegre ediliyorlar ve hem işleme verimliliğine hem de nihai ürün performansına doğrudan katkıda bulunuyorlar.
Sonuç olarak, silikon katkı maddesi üreticileri, küresel polimer değer zinciri boyunca kilit teknoloji ortakları haline gelmiştir.
Bu makale, polimer işleme uygulamaları için önde gelen tedarikçileri, teknolojileri ve çözümleri belirlemede işlemcilere yardımcı olmak amacıyla, dünya çapındaki en iyi 10 silikon katkı maddesi üreticisini öne çıkarıyor.

Silikon Katkı Maddeleri Nelerdir?
Silikon katkı maddeleri (silikon bazlı katkı maddeleri, siloksan katkı maddeleri veya polisiloksan katkı maddeleri olarak da adlandırılır), genellikle polidimetilsiloksan (PDMS) veya modifiye edilmiş organosilisyum bileşiklerine dayanan, işlevsel işleme yardımcıları ve performans artırıcı malzemelerdir.
İşlenebilirliği, yüzey özelliklerini ve uzun vadeli ürün dayanıklılığını artırmak için nispeten düşük konsantrasyonlarda (tipik olarak %0,1-5) eklenirler.
Temel Performans Fonksiyonları
• Erime sürtünmesini azaltmak ve akış davranışını iyileştirmek
• Erime çatlağı ve köpekbalığı derisi görünümü gibi yüzey kusurlarının önlenmesi
• Kalıp birikimini azaltmak ve ekipman kirlenmesini en aza indirmek
• Yüzey pürüzsüzlüğünü ve dokunsal özelliklerini iyileştirme
• Üretim istikrarını ve verimliliğini artırmak

Silikon Katkı Maddelerinin Temel Kimyası
Silikon katkı maddelerinin performansı, genellikle metil gibi organik yan gruplarla işlevselleştirilmiş esnek silikon-oksijen (Si-O) omurgasından kaynaklanır.
Bu eşsiz moleküler yapı şunları sağlar:
• Üstün yağlama için düşük yüzey gerilimi
• Zorlu işleme koşulları altında yüksek termal ve oksidatif kararlılık
• Polimer yüzeyleri nemden korumaya yardımcı olan hidrofobik özellik.
• Mükemmel kayma ve yağlama özelliği sayesinde ekstrüzyon ve kalıplama sırasında kesme gerilimini azaltır.
• Kimyasal olarak inert ve esnek yapısı sayesinde çok çeşitli polimerlerle uyumludur.

Modern Silikon Katkı Maddelerinin Çeşitleri
Silikon katkı maddeleri, moleküler ağırlık, fonksiyonel gruplar ve polimer yapısına bağlı olarak belirli performans gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır. Yaygın endüstriyel formları arasında silikon sıvıları (yağları), siloksanlar, polieter modifiye silikonlar, silikon reçineleri, silikon masterbatch'ler ve silikon tozları bulunur.

1. Silikon Masterbatch
Silikon masterbatch, polimer endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, yüksek kaliteli peletlenmiş bir formülasyondur. Son teknoloji ürünü olan bu ürün, ultra yüksek moleküler ağırlıklı (UHMW) siloksan polimerlerinin çeşitli termoplastik taşıyıcılara (poliolefinler, mühendislik plastikleri ve termoplastik elastomerler dahil) dağıtılmasına dayanmaktadır. Standart pelet formunda sunulan bu ürün, karıştırma, ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama sırasında termoplastik matrise doğrudan ve hassas bir şekilde dozajlama imkanı sağlar. Geleneksel mumlar, yağ asidi amidleri veya düşük moleküler ağırlıklı yağların aksine, UHMW silikon masterbatch'ler üstün yüzey kayganlığı ve kalıptan ayırma özelliği sağlarken, vida kayması gibi işlem kusurlarını da etkili bir şekilde önler.

2. Silikon Sıvıları (PDMS)
Silikon Sıvıları (PDMS), düşük ila orta moleküler ağırlıklı, doğrusal, reaktif olmayan silikonlardır ve metil yan gruplarına sahip tekrarlayan bir silikon-oksijen (-Si-O-) omurgasıyla karakterize edilirler. Polimer işlemede, öncelikle geçici fiziksel işleme yardımcıları ve harici yağlayıcılar olarak işlev görürler. Yüksek moleküler hareketlilikleri ve ana polimer matrisiyle kimyasal bağlarının olmaması nedeniyle, erime viskozitesini ve torku düşürürler, ancak göç etmeye son derece eğilimlidirler; bu da yüzey sızıntısına, vida kaymasına ve ardından boya veya baskı yapışma hatalarına yol açar.

3. Fonksiyonel Organosilikon Katkı Maddeleri
Fonksiyonel Organosilikon Katkı Maddeleri, reaktif veya polar fonksiyonel grupları (epoksi, amino, karboksil, vinil veya polieter segmentleri gibi) siloksan omurgasına veya zincir uçlarına dahil eden kimyasal veya organo-modifiye silikon kopolimerlerdir. Geleneksel PDMS'den farklı olarak, bu katkı maddeleri, arayüzey değiştirici ve reaktif uyumlulaştırıcı olarak işlev görecek şekilde moleküler olarak tasarlanmıştır. Arayüzey gerilimini azaltır ve uyumsuz bileşenler arasında faz yapışmasını artırırlar; bu da onları mühendislik plastiklerinin iyileştirilmesi, geri dönüştürülmüş/PCR polimerlerinin performansının artırılması ve çok bileşenli polimer sistemlerinde dolgu maddesinin ıslatılması ve dağılımının (örneğin, halojen içermeyen alev geciktiriciler, cam elyafları) iyileştirilmesi için vazgeçilmez kılar.

4. Silikon Tozları
Silikon tozları, genellikle inorganik silika çekirdeğine tutturulmuş ultra yüksek moleküler ağırlıklı (UHMW) siloksan polimerlerinden veya üç boyutlu küresel silikon reçinelerinden (örneğin, polimetilsilseskioksan) oluşan, serbest akışlı, katı, partikül halindeki silikon formülasyonlarıdır. Kalıcı performans değiştirici olarak tasarlanan bu tozlar, termoplastiklere uzun süreli yüzey iyileştirmeleri sağlamak için karıştırılır; bu iyileştirmeler arasında kalıcı çizilme ve aşınma direnci, sürtünme katsayısında (COF) istikrarlı azalma ve yapışmayı önleyici özellikler bulunur ve bu da alt tabakanın mekanik özelliklerini veya sonradan boyanabilirliğini tehlikeye atmaz.