Ao fabricar polímeros melhores, estamos trabalhando para encontrar a mistura certa de fácil processamento e qualidade de superfície de alto nível usando aditivos.
Masterbatch de silicone se tornou uma resposta chave. É feito de polissiloxano (geralmente
polidimetilsiloxano ou PDMS) misturado com um transportador plástico. Mas é mais do que apenas um lubrificante.
Como Funciona o Masterbatch de Silicone?
As cadeias de siloxano se movem para a superfície do polímero quando derretidas. Como não têm muita energia superficial, elas se dirigem para a borda entre o derretido e a maquinaria, criando uma camada escorregadia duradoura. Mas como essas cadeias são muito grandes (mais de 500.000 g/mol), elas permanecem presas dentro do polímero. Isso as mantém funcionando por um longo tempo sem a sensação oleosa que você obtém de óleos de silicone que têm moléculas pequenas.
Os aditivos de masterbatch de silicone agora são conhecidos por desempenhar diferentes funções ao mesmo tempo. Eles ajudam a facilitar as coisas, melhorar superfícies e até mesmo aprimorar a eficácia de retardantes de chama. Se você está usando fórmulas complicadas, o masterbatch de silicone agora é uma solução para corrigir os compromissos habituais na fabricação de plásticos hoje.
Benefícios Multifuncionais Centrais do Masterbatch de Silicone
1. Otimização de Processamento e Eficiência Energética
A principal motivação para muitos engenheiros incorporarem masterbatch de silicone é a melhoria imediata na reologia. Ao reduzir o atrito interno e externo, esses aditivos diminuem a viscosidade do derretimento e reduzem o torque do extrusor.
- Redução de Torque e Pressão: Em sistemas altamente preenchidos, como compostos de cabos retardantes de chama livres de halogênio (HFFR), adicionar de 1% a 3% de masterbatch de silicone pode reduzir o torque do extrusor em até 30%.
- Ganho de Produtividade: A redução do atrito permite velocidades de rosca mais altas sem aumentar a temperatura de fusão ou o risco de degradação. Na produção de garrafas de PET, o uso desses aditivos pode traduzir-se em ciclos de tempo de 20% a 30% mais rápidos.
- Economia de Energia: Dados operacionais diretos indicam que o comportamento de fluxo melhorado pode reduzir o consumo de energia em 12% a 15% na fabricação de PET e até 25% durante a extrusão de filmes de LDPE.
2. Melhoria do Desempenho da Superfície
O masterbatch de silicone proporciona uma modificação permanente na cinética da superfície do material. Ao contrário das amidas migratórias que podem se desgastar ou interferir em processos posteriores, como impressão, os siloxanos UHMW oferecem benefícios estáveis e duradouros.
- Coeficiente de Atrito (COF): Esses aditivos são altamente eficazes na redução do COF, que é essencial para filmes de embalagem em alta velocidade e partes mecânicas móveis. Em engrenagens de POM, por exemplo, uma redução de 28% no COF foi observada.
- Resistência a Arranhões e Abrasão: A superfície autolubrificante ajuda a dissipar o estresse mecânico, prevenindo a formação de arranhões profundos ou marcas de "esbranquiçamento". Isso é particularmente evidente em produtos de PE para uso externo, onde a resistência às intempéries e ao estresse ambiental pode ser melhorada em 40%.
- Melhorias Tácteis e Estéticas: Elimina defeitos de superfície como "pele de tubarão" ou fraturas de fusão, conferindo uma sensação "sedosa" ou de toque suave premium às peças moldadas.
3. Desempenho Geral e Sustentabilidade
Além da qualidade de processamento e superfície, o masterbatch de silicone contribui para a integridade estrutural e funcional do compósito.
- Resistência ao Impacto: Em componentes de ABS para painéis automotivos, a resistência ao impacto foi registrada em 35% maior quando modificado com silicone, provavelmente devido aos micro-gotas de siloxano atuando como redistribuidores de estresse.
- Sustentabilidade e Reciclagem: No contexto da economia circular, o masterbatch de silicone atua como um "restaurador de desempenho" para polímeros reciclados (PCR). Ele ajuda a estabilizar o MFI de lotes inconsistentes, reduz géis e minimiza defeitos de superfície em PP e PE reciclados, aumentando assim o valor de mercado do produto final.
Aplicações do Masterbatch de Silicone para Compostos de Engenharia
As aplicações mais exigentes para a tecnologia de silicone são encontradas no âmbito dos plásticos de engenharia, onde altas temperaturas de processamento e aditivos complexos são comuns.
1. Indústria Automotiva
Engenheiros de automóveis frequentemente lidam com stick-slip, onde partes em contato (como painéis de instrumentos ou painéis de portas feitos de PC/ABS) produzem rangidos e estalos irritantes. O masterbatch de silicone oferece uma solução duradoura, mantendo a fricção baixa e constante. Isso significa que não há mais necessidade de graxa extra ou feltro, o que facilita a produção.
2. Fios e Cabos
No negócio de cabos HFFR e LSZH, adicionar muitos preenchimentos minerais (até 70%) pode dificultar a extrusão do cabo. O masterbatch de silicone impede que o isolamento de polietileno grude, o que realmente acelera o processo.
Caso Típico: Uma linha de cabos LSZH viu a velocidade aumentar de 300 m/min para 450 m/min—isso é 50% mais produção—apenas acertando o aditivo de silicone.
3. Plásticos de Engenharia
Com poliamida (PA6/PA66 GF30) que possui fibras de vidro, um problema comum é o flutuar das fibras, onde as fibras se destacam e tornam a superfície áspera. O material de silicone ajuda o polímero a agarrar melhor as fibras de vidro e melhora o fluxo do plástico. Isso mantém as fibras internas e deixa uma superfície lisa e brilhante preenchida com resina.
Para misturas de PC/ABS em eletrônicos, o masterbatch de silicone torna as coisas tão fortes que as empresas reduziram a espessura da carcaça em 20% enquanto ainda mantêm tudo robusto.
Conclusão
O masterbatch de silicone está mudando o mundo dos plásticos. Ele utiliza siloxanos especiais para resolver alguns problemas antigos de como processamos plásticos e quanto tempo eles duram. Pode acelerar a fabricação de cabos em 50%, reduzir o consumo de energia em embalagens de PET e ajudar a criar cases mais finos e resistentes para eletrônicos. Temos os números para comprovar isso. À medida que usamos plásticos mais complexos e materiais reciclados, o masterbatch de silicone se tornará ainda mais importante para um melhor desempenho.