En fabriquant de meilleurs polymères, nous travaillons à trouver le bon mélange de traitement facile et de qualité de surface de premier ordre en utilisant des additifs.
Masterbatch de Silicone est devenu une réponse clé. Il est composé de polysiloxane (généralement
polydiméthylsiloxane ou PDMS) mélangé à un support en plastique. Mais c'est plus qu'un simple lubrifiant.
Comment fonctionne le masterbatch de silicone ?
Les chaînes de siloxane se déplacent vers la surface du polymère lorsqu'elles sont fondues. Comme elles n'ont pas beaucoup d'énergie de surface, elles se dirigent vers le bord entre la fusion et la machine, créant une couche glissante durable. Mais comme ces chaînes sont très grandes (plus de 500 000 g/mol), elles restent coincées dans le polymère. Cela les maintient actives pendant longtemps sans la sensation grasse que l'on obtient avec des huiles de silicone qui ont de petites molécules.
Les additifs de masterbatch de silicone sont désormais connus pour effectuer différentes tâches à la fois. Ils aident à faciliter les choses, à améliorer les surfaces et même à améliorer l'efficacité des retardateurs de flamme. Si vous utilisez des formules délicates, le masterbatch de silicone est désormais un incontournable pour résoudre les compromis habituels dans la fabrication des plastiques aujourd'hui.
Avantages Multifonctionnels Principaux du Masterbatch en Silicone
1. Optimisation du Traitement et Efficacité Énergétique
La principale motivation pour de nombreux ingénieurs d'incorporer du masterbatch de silicone est l'amélioration immédiate de la rhéologie. En réduisant le frottement interne et externe, ces additifs abaissent la viscosité de fusion et diminuent le couple de l'extrudeuse.
- Réduction du couple et de la pression : Dans les systèmes fortement remplis, tels que les composés de câbles ignifuges sans halogène (HFFR), l'ajout de 1 % à 3 % de masterbatch de silicone peut réduire le couple de l'extrudeuse jusqu'à 30 %.
- Gains de débit : La réduction de la friction permet des vitesses de vis plus élevées sans augmenter la température de fusion ni le risque de dégradation. Dans la production de bouteilles en PET, l'utilisation de ces additifs peut se traduire par des temps de cycle de 20 % à 30 % plus rapides.
- Économies d'énergie : Les données opérationnelles directes indiquent que l'amélioration du comportement d'écoulement peut réduire la consommation d'énergie de 12 % à 15 % dans la fabrication de PET et jusqu'à 25 % lors de l'extrusion de films LDPE.
2. Amélioration des performances de surface
Le masterbatch en silicone fournit une modification permanente à la cinétique de surface du matériau. Contrairement aux amides migratoires qui peuvent s'user ou interférer avec les processus en aval comme l'impression, les siloxanes UHMW offrent des avantages stables et durables.
- Coefficient de Friction (COF) : Ces additifs sont très efficaces pour abaisser le COF, ce qui est essentiel pour les films d'emballage à grande vitesse et les pièces mécaniques mobiles. Dans les engrenages en POM, par exemple, une réduction de 28 % du COF a été observée.
- Résistance aux Rayures et à l'Abrasion : La surface auto-lubrifiante aide à dissiper le stress mécanique, empêchant la formation de rayures profondes ou de marques de "blanchiment". Cela est particulièrement évident dans les produits en PE pour l'extérieur, où la résistance aux intempéries et aux fissures dues au stress environnemental peut être améliorée de 40 %.
- Améliorations Tactiles et Esthétiques : Cela élimine les défauts de surface tels que "peau de requin" ou fracture de fusion, conférant une sensation "soyeuse" ou de toucher doux haut de gamme aux pièces moulées.
3. Performance Globale et Durabilité
Au-delà de la qualité de traitement et de surface, le masterbatch en silicone contribue à l'intégrité structurelle et fonctionnelle du composite.
- Résistance aux Chocs : Dans les composants en ABS pour les tableaux de bord automobiles, la résistance aux chocs a été enregistrée à 35 % plus élevée lorsqu'elle est modifiée avec du silicone, probablement en raison des micro-gouttelettes de siloxane agissant comme des redistributeurs de stress.
- Durabilité et Recyclage : Dans le contexte de l'économie circulaire, le masterbatch en silicone agit comme un "restaurateur de performance" pour les polymères recyclés (PCR). Il aide à stabiliser l'MFI des lots incohérents, réduit les gels et minimise les défauts de surface dans le PP et le PE recyclés, augmentant ainsi la valeur marchande du produit final.
Applications du Masterbatch en Silicone pour les Composés d'Ingénierie
Les applications les plus exigeantes pour la technologie du silicone se trouvent dans le domaine des plastiques d'ingénierie, où des températures de traitement élevées et des charges complexes sont courantes.
1. Industrie Automobile
Les ingénieurs automobiles sont souvent confrontés au phénomène de stick-slip, où les pièces en contact à l'intérieur (comme les tableaux de bord ou les panneaux de porte en PC/ABS) produisent des grincements et des vibrations irritants. Le masterbatch en silicone offre une solution durable en maintenant la friction basse et stable. Cela signifie plus besoin de graisse ou de feutre supplémentaires, ce qui facilite la production.
2. Câbles et Fils
Dans le secteur des câbles HFFR et LSZH, l'ajout de nombreux charges minérales (jusqu'à 70 %) peut rendre l'extrusion du câble difficile. Le masterbatch de silicone empêche l'adhérence de l'isolation en polyéthylène, ce qui accélère vraiment le processus.
Cas typique : Une ligne de câbles LSZH a vu sa vitesse passer de 300 m/min à 450 m/min—c'est 50 % de production en plus—juste en obtenant le bon additif en silicone.
3. Plastiques d'ingénierie
Avec du polyamide (PA6/PA66 GF30) contenant des fibres de verre, un problème courant est la présence de fibres flottantes, où les fibres dépassent et rendent la surface rugueuse. Les produits en silicone aident le polymère à mieux saisir les fibres de verre et améliorent l'écoulement du plastique. Cela maintient les fibres à l'intérieur et laisse une surface lisse et brillante remplie de résine.
Pour les mélanges PC/ABS dans l'électronique, le masterbatch de silicone rend les choses si solides que les entreprises ont réduit l'épaisseur des logements de 20 % tout en gardant tout robuste.
Conclusion
Le masterbatch en silicone transforme le monde des plastiques. Il utilise des siloxanes spéciaux pour résoudre certains problèmes de longue date concernant la manière dont nous traitons les plastiques et leur durabilité. Il peut accélérer la fabrication de câbles de 50 %, réduire la consommation d'énergie dans l'emballage PET, et aider à créer des coques plus fines et plus résistantes pour l'électronique. Nous avons les chiffres pour le prouver. À mesure que nous utilisons des plastiques plus complexes et des matériaux recyclés, le masterbatch en silicone deviendra encore plus important pour de meilleures performances.