プラスチックコンパウンディングにおけるシリコーンマスターバッチの多機能応用
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より良いポリマーを作るために、添加剤を使用して簡単な加工と最高の表面品質の適切な組み合わせを見つける努力をしています。シリコーンマスターバッチは重要な答えになりました。これはポリシロキサン（通常はポリジメチルシロキサンまたはPDMS）とプラスチックキャリアを混ぜたものです。しかし、これは単なる潤滑剤以上のものです。
シリコーンマスターバッチはどのように機能しますか？
シロキサン鎖は溶融時にポリマー表面に移動します。表面エネルギーがあまりないため、溶融物と機械の間のエッジに向かい、持続的な滑りやすい層を作ります。しかし、これらの鎖は非常に大きいため（500,000 g/mol以上）、ポリマー内に留まります。これにより、小さな分子を持つシリコーンオイルから得られるべたつき感なしに、長時間機能し続けます。
シリコーンマスターバッチ添加剤は、現在、同時に異なる役割を果たすことで知られています。物事を簡単にし、表面を改善し、さらには難燃剤の効果を向上させるのに役立ちます。難しい配合を使用している場合、シリコーンマスターバッチは、今日のプラスチック製造における通常の妥協を解決するための頼りになる選択肢となっています。
シリコーンマスターバッチのコア多機能メリット
1. 処理の最適化とエネルギー効率
多くのエンジニアがシリコーンマスターバッチを取り入れる主な動機は、流動特性の即時改善です。内部および外部の摩擦を減少させることで、これらの添加剤は溶融粘度を低下させ、押出機のトルクを減少させます。
- トルクと圧力の低減: ハロゲンフリー難燃剤（HFFR）ケーブル化合物のような高充填システムでは、1%から3%のシリコーンマスターバッチを追加することで、押出機のトルクを最大30%削減できます。
- スループットの向上: 摩擦の減少により、溶融温度を上げたり劣化のリスクを増やしたりすることなく、より高いスクリュースピードを実現できます。PETボトルの生産において、これらの添加剤を使用することで、サイクルタイムが20%から30%速くなる可能性があります。
- エネルギー節約：直接的な運用データは、改善された流動特性がPET製造においてエネルギー消費を12%から15%削減し、LDPEフィルムの押出し中には最大25%削減できることを示しています。
2. 表面性能の向上
シリコーンマスターバッチは、材料の表面動力学に対して永続的な修正を提供します。移動性アミドとは異なり、UHMWシロキサンは安定した長持ちする利点を提供し、印刷などの下流プロセスに干渉したり、摩耗したりすることはありません。
- 摩擦係数 (COF): これらの添加剤は、COFを低下させるのに非常に効果的であり、高速包装フィルムや可動機械部品にとって不可欠です。例えば、POMギアでは、COFが28%減少したことが観察されています。
- 引っかき傷および摩耗耐性: 自己潤滑性の表面は機械的ストレスを分散させ、深い引っかき傷や「白化」マークの形成を防ぎます。これは特にPEの屋外製品において顕著であり、耐候性や環境ストレス亀裂に対する抵抗が40%向上することがあります。
- 触覚および美的改善: 「サメ肌」や溶融破損などの表面欠陥を排除し、成形部品に「シルクのような」または高級なソフトタッチ感を与えます。
3. 全体的な性能と持続可能性
処理や表面品質を超えて、シリコーンマスターバッチは複合材料の構造的および機能的完全性に寄与します。
- 衝撃強度: 自動車のダッシュボード用ABS部品では、シリコーンで改良された場合、衝撃強度が35%向上したことが記録されており、これはシロキサンの微小液滴がストレスの再分配者として機能しているためと考えられます。
- 持続可能性とリサイクリング: 循環型経済の文脈において、シリコーンマスターバッチはリサイクルポリマー（PCR）の「性能回復剤」として機能します。それは不均一なバッチのMFIを安定させ、ゲルを減少させ、リサイクルされたPPおよびPEの表面欠陥を最小限に抑えることで、最終製品の市場価値を高めます。
エンジニアリング化合物用シリコーンマスターバッチの応用
シリコーン技術の最も要求される応用は、エンジニアリングプラスチックの領域に見られ、高い加工温度と複雑なフィラーが一般的です。
1. 自動車産業
自動車エンジニアは、PC/ABS製のダッシュボードやドアパネルなどの接触部分が不快なきしみやガタつきを引き起こすスティック・スリップにしばしば直面します。シリコーンマスターバッチは摩擦を低く安定させることで持続的な解決策を提供します。これにより、余分なグリースやフェルトが不要になり、生産が容易になります。
2. ワイヤーとケーブル
HFFRおよびLSZHケーブル事業では、多くの鉱物フィラー（最大70%）を追加すると、ケーブルを押し出すのが難しくなります。シリコーンマスターバッチはポリエチレン絶縁体が付着するのを防ぎ、作業を大幅にスピードアップします。
典型的なケース：あるLSZHケーブルラインでは、速度が300 m/minから450 m/minに跳ね上がりました。これは50%の生産量増加です。シリコーン添加剤を適切に使用するだけで実現しました。
3. エンジニアリングプラスチック
ガラス繊維を含むポリアミド（PA6/PA66 GF30）では、通常の問題は浮遊繊維で、繊維が突き出て表面を粗くします。シリコーン製品はポリマーがガラス繊維をよりよくつかむのを助け、プラスチックの流れを改善します。これにより繊維が内部に留まり、樹脂で満たされた滑らかで光沢のある表面が得られます。
電子機器におけるPC/ABS混合物では、シリコーンマスターバッチが非常に強力であるため、企業はハウジングの厚さを20%削減しながらも、すべてを堅牢に保っています。
結論
シリコーンマスターバッチはプラスチックの世界を変えています。これは、プラスチックの加工方法や耐久性に関する長年の問題を解決するために特別なシロキサンを使用しています。ケーブル製造を50%加速させ、PETパッケージングのエネルギー使用を削減し、電子機器用の薄くて強いケースを作るのに役立ちます。これを裏付ける数字があります。より複雑なプラスチックやリサイクル素材を使用するにつれて、シリコーンマスターバッチはより良い性能のためにさらに重要になります。
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