ในการผลิตพอลิเมอร์ที่ดีกว่า เรากำลังทำงานเพื่อค้นหาส่วนผสมที่เหมาะสมระหว่างการประมวลผลที่ง่ายและคุณภาพพื้นผิวระดับสูงโดยใช้สารเติมแต่ง
มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคน ได้กลายเป็นคำตอบสำคัญ มันทำจากโพลีซิลิโคน (โดยปกติคือ
โพลีไดเมทิลซิลิโคน หรือ PDMS) ผสมกับตัวพาแบบพลาสติก แต่ก็ไม่ใช่แค่สารหล่อลื่นเท่านั้น
ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ทำงานอย่างไร?
สายโซ่ซิลอกเซนจะเคลื่อนที่ไปยังพื้นผิวโพลีเมอร์เมื่อถูกหลอมละลาย เนื่องจากพวกมันไม่มีพลังงานผิวมากนัก จึงมุ่งไปที่ขอบระหว่างการหลอมและเครื่องจักร ทำให้เกิดชั้นลื่นที่ยาวนาน แต่เนื่องจากสายโซ่เหล่านี้มีขนาดใหญ่มาก (มากกว่า 500,000 g/mol) พวกมันจึงติดอยู่ภายในโพลีเมอร์ ทำให้ทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่มีความรู้สึกมันที่คุณได้รับจากน้ำมันซิลิโคนที่มีโมเลกุลเล็ก
สารเติมแต่งซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ในปัจจุบันเป็นที่รู้จักในการทำงานหลายอย่างในครั้งเดียว พวกมันช่วยทำให้สิ่งต่างๆ ง่ายขึ้น ทำให้พื้นผิวดีขึ้น และแม้กระทั่งปรับปรุงประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟ หากคุณกำลังใช้สูตรที่ซับซ้อน ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ในปัจจุบันเป็นตัวเลือกที่ดีในการแก้ไขข้อแลกเปลี่ยนทั่วไปในการผลิตพลาสติกในปัจจุบัน
ประโยชน์หลักหลายประการของซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์
1. การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและการใช้พลังงาน
แรงจูงใจหลักสำหรับวิศวกรหลายคนในการใช้สารเติมซิลิโคนคือการปรับปรุงในด้านเรออโลยีอย่างทันที โดยการลดแรงเสียดทานภายในและภายนอก สารเติมเหล่านี้ช่วยลดความหนืดของการหลอมและลดแรงบิดของเครื่องอัดรีด
- การลดแรงบิดและแรงดัน: ในระบบที่มีการเติมสารสูง เช่น สารเคมีสายเคเบิลที่ไม่มีฮาโลเจน (HFFR) การเพิ่มเม็ดพลาสติกซิลิโคน 1% ถึง 3% สามารถลดแรงบิดของเครื่องอัดรีดได้สูงสุดถึง 30%.
- การเพิ่มผลผลิต: การลดแรงเสียดทานช่วยให้สามารถใช้ความเร็วของสกรูที่สูงขึ้นโดยไม่เพิ่มอุณหภูมิการหลอมละลายหรือความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพ ในการผลิตขวด PET การใช้สารเติมแต่งเหล่านี้สามารถแปลเป็นเวลาการผลิตที่เร็วขึ้น 20% ถึง 30%.
- การประหยัดพลังงาน: ข้อมูลการดำเนินงานโดยตรงแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมการไหลที่ดีขึ้นสามารถลดการใช้พลังงานได้ 12% ถึง 15% ในการผลิต PET และสูงถึง 25% ในระหว่างการอัดรีดฟิล์ม LDPE
2. การปรับปรุงประสิทธิภาพพื้นผิว
ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ให้การปรับเปลี่ยนถาวรต่อจลนศาสตร์ของพื้นผิววัสดุ แตกต่างจากอามิดที่ย้ายที่สามารถสึกหรอหรือรบกวนกระบวนการถัดไปเช่นการพิมพ์ ซิลอกเซน UHMW ให้ประโยชน์ที่มั่นคงและยาวนาน
- สัมประสิทธิ์การเสียดสี (COF): สารเติมแต่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงในการลด COF ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์ความเร็วสูงและชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหว ในเกียร์ POM ตัวอย่างเช่น พบว่ามีการลด COF ลง 28%
- ความต้านทานต่อรอยขีดข่วนและการขัดถู: พื้นผิวที่หล่อลื่นตัวเองช่วยกระจายความเครียดทางกล ป้องกันการเกิดรอยขีดข่วนลึกหรือรอย "ขาว" สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในผลิตภัณฑ์ PE สำหรับกลางแจ้ง ซึ่งความทนทานต่อสภาพอากาศและความต้านทานต่อการแตกหักจากความเครียดในสิ่งแวดล้อมสามารถปรับปรุงได้ถึง 40%
- การปรับปรุงทางสัมผัสและความสวยงาม: มันช่วยกำจัดข้อบกพร่องบนพื้นผิว เช่น "ผิวฉลาม" หรือการแตกหักจากการหลอม ทำให้มีความรู้สึก "เหมือนไหม" หรือสัมผัสนุ่มพรีเมียมต่อชิ้นส่วนที่หล่อ
3. ประสิทธิภาพโดยรวมและความยั่งยืน
นอกเหนือจากคุณภาพการผลิตและพื้นผิว ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ยังช่วยเสริมสร้างความสมบูรณ์ทางโครงสร้างและฟังก์ชันของวัสดุผสม.
- ความแข็งแรงต่อแรงกระแทก: ในชิ้นส่วน ABS สำหรับแผงหน้าปัดรถยนต์ ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกถูกบันทึกไว้สูงขึ้น 35% เมื่อมีการปรับเปลี่ยนด้วยซิลิโคน ซึ่งน่าจะเกิดจากไมโครดรอปเล็ทซิลอกเซนที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระจายแรงเครียด.
- ความยั่งยืนและการรีไซเคิล: ในบริบทของเศรษฐกิจหมุนเวียน ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์ทำหน้าที่เป็น "ตัวฟื้นฟูสมรรถนะ" สำหรับโพลีเมอร์ที่รีไซเคิลแล้ว (PCR) มันช่วยเสถียรภาพ MFI ของแบทช์ที่ไม่สม่ำเสมอ ลดเจล และลดข้อบกพร่องที่ผิวใน PP และ PE ที่รีไซเคิลแล้ว ซึ่งเพิ่มมูลค่าตลาดของผลิตภัณฑ์สุดท้าย
การใช้งานซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์สำหรับสารประกอบวิศวกรรม
การใช้งานที่ต้องการมากที่สุดสำหรับเทคโนโลยีซิลิโคนพบในขอบเขตของพลาสติกวิศวกรรม ซึ่งมีอุณหภูมิการประมวลผลสูงและสารเติมแต่งที่ซับซ้อนเป็นเรื่องปกติ
1. อุตสาหกรรมยานยนต์
วิศวกรรถยนต์มักจะต้องเผชิญกับปัญหาการติด-หลุด ซึ่งส่วนที่สัมผัสกันภายใน (เช่น แผงหน้าปัดหรือแผงประตูที่ทำจาก PC/ABS) ทำให้เกิดเสียง squeaks และ rattles ที่น่ารำคาญ ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์เสนอการแก้ไขที่ยั่งยืนโดยการรักษาความเสียดทานให้ต่ำและคงที่ ซึ่งหมายความว่าไม่ต้องใช้จาระบีหรือผ้าสักหลาดเพิ่มเติม ทำให้การผลิตง่ายขึ้น
2. สายไฟและเคเบิล
ในธุรกิจสายเคเบิล HFFR และ LSZH การเพิ่มสารเติมแร่จำนวนมาก (สูงสุด 70%) อาจทำให้การบีบสายเคเบิลทำได้ยาก สารเติมซิลิโคนช่วยหยุดการติดของฉนวนโพลีเอทิลีน ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการได้จริงๆ
กรณีตัวอย่าง: สายการผลิตสายเคเบิล LSZH หนึ่งสายเห็นความเร็วเพิ่มขึ้นจาก 300 เมตร/นาที เป็น 450 เมตร/นาที—นั่นคือผลผลิตเพิ่มขึ้น 50%—เพียงแค่ทำให้สารเติมซิลิโคนถูกต้อง
3. พลาสติกวิศวกรรม
ด้วยโพลีอะไมด์ (PA6/PA66 GF30) ที่มีเส้นใยแก้ว ปัญหาทั่วไปคือเส้นใยลอย ซึ่งเส้นใยจะโผล่ออกมาและทำให้พื้นผิวขรุขระ สารซิลิโคนช่วยให้โพลีเมอร์จับเส้นใยแก้วได้ดีขึ้นและปรับปรุงการไหลของพลาสติก ซึ่งช่วยให้เส้นใยอยู่ภายในและทำให้พื้นผิวเรียบและเงางามที่เต็มไปด้วยเรซิน
สำหรับการผสม PC/ABS ในอิเล็กทรอนิกส์ เม็ดพลาสติกซิลิโคนทำให้แข็งแกร่งมากจนบริษัทต่างๆ สามารถลดความหนาของที่อยู่อาศัยลงได้ 20% ในขณะที่ยังคงความแข็งแรงไว้ได้ทั้งหมด.
บทสรุป
ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์กำลังเปลี่ยนแปลงโลกของพลาสติก มันใช้ซิลอกเซนพิเศษเพื่อแก้ไขปัญหาที่มีมายาวนานเกี่ยวกับวิธีการที่เราประมวลผลพลาสติกและระยะเวลาที่มันคงอยู่ มันสามารถเร่งกระบวนการผลิตสายเคเบิลได้ถึง 50% ลดการใช้พลังงานในบรรจุภัณฑ์ PET และช่วยสร้างเคสที่บางและแข็งแรงขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เรามีตัวเลขเพื่อสนับสนุนเรื่องนี้ เมื่อเราใช้พลาสติกที่ซับซ้อนมากขึ้นและวัสดุรีไซเคิล ซิลิโคนมาสเตอร์แบทช์จะมีความสำคัญมากขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่ดีกว่า