Nieuws

Inleiding: De rol van siliconenadditieven in polymeerverwerking
Silicone-additieven worden veelvuldig gebruikt als verwerkingshulpmiddelen en functionele modificatoren bij de productie van polymeren om het smeltgedrag te reguleren, de oppervlakte-eigenschappen te verbeteren en de verwerkingsstabiliteit te verhogen onder omstandigheden van grootschalige productie.
Bij thermoplastische verwerkingsprocessen zoals extrusie, spuitgieten, folieblazen en compounding worden polymeren vaak blootgesteld aan hoge schuifspanning en verhoogde temperaturen. Deze omstandigheden kunnen leiden tot veelvoorkomende verwerkingsproblemen, waaronder een instabiele smeltstroom, oppervlaktedefecten (zoals smeltbreuk en haaienhuidvorming), matrijsophoping en inconsistente productkwaliteit.
Silicone-additieven zijn ontwikkeld om deze grensvlak- en reologische beperkingen aan te pakken door de wrijving tussen polymeer en metaal te verminderen, de smering aan het smeltgrensvlak te verbeteren en het vloeigedrag tijdens de verwerking te stabiliseren. Hierdoor dragen ze bij aan efficiëntere productieprocessen en consistentere prestaties van het eindproduct.
Ze worden op grote schaal toegepast in belangrijke polymeersystemen, waaronder polyolefinen (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), PVC-verbindingen, thermoplastische elastomeren (TPE, TPU, TPO, TPV) en technische kunststoffen (ABS, PC, PA/nylon, PBT, PET, PPS, POM en PMMA).
Vanuit verwerkingsoogpunt worden siliconenadditieven gebruikt bij extrusie, spuitgieten, folieblazen en compoundeerprocessen, waar ze helpen de smeltreologie te stabiliseren, wrijvingskrachten te verminderen en oppervlakte- en matrijsgerelateerde defecten te minimaliseren onder continue of hogesnelheidsbedrijfsomstandigheden.
Eindgebruikstoepassingen omvatten draad- en kabelsystemen, auto-interieuronderdelen, schoenmaterialen, leidingen, flexibele verpakkingen, coatings, verf, vezels en een breed scala aan technische en gemodificeerde kunststofproducten.
Door de toenemende nadruk in de industrie op hogere productiviteit, strengere kwaliteitscontrole, lagere afvalpercentages en verbeterde materiaalduurzaamheid, worden siliconenadditieven niet langer beschouwd als louter verwerkingshulpmiddelen. In plaats daarvan worden ze steeds vaker geïntegreerd als functionele formulatiecomponenten in het ontwerp van polymeersystemen, waardoor ze direct bijdragen aan zowel de verwerkingsefficiëntie als de prestaties van het eindproduct.
Hierdoor zijn fabrikanten van siliconenadditieven belangrijke technologiepartners geworden in de gehele wereldwijde polymeerwaardeketen.
Dit artikel belicht de top 10 fabrikanten van siliconenadditieven wereldwijd en helpt verwerkers bij het identificeren van toonaangevende leveranciers, technologieën en oplossingen voor polymeerverwerkingstoepassingen.

Wat zijn siliconenadditieven?
Siliconeadditieven – ook wel siliconenadditieven, siloxaanadditieven of polysiloxaanadditieven genoemd – zijn functionele verwerkingshulpmiddelen en prestatieverbeterende materialen die doorgaans gebaseerd zijn op polydimethylsiloxaan (PDMS) of gemodificeerde organosiliciumverbindingen.
Ze worden in relatief lage concentraties (doorgaans 0,1-5%) toegevoegd om de verwerkbaarheid, oppervlakte-eigenschappen en duurzaamheid van het product op lange termijn te verbeteren.
Belangrijkste prestatie-indicatoren
• Vermindering van smeltwrijving en verbetering van het vloeigedrag
• Voorkomen van oppervlaktedefecten zoals smeltbreuken en haaienhuidvorming
• Vermindering van matrijsophoping en minimalisering van vervuiling van apparatuur
• Verbetering van de gladheid en tastbaarheid van het oppervlak
• Verbetering van de productiestabiliteit en doorvoer

Kernchemie van siliconenadditieven
De prestaties van siliconenadditieven zijn te danken aan hun flexibele silicium-zuurstof (Si-O) basisstructuur, die vaak is voorzien van organische zijgroepen zoals methyl.
Deze unieke moleculaire structuur biedt:
• Lage oppervlaktespanning voor superieure smering
• Hoge thermische en oxidatieve stabiliteit onder veeleisende verwerkingsomstandigheden
• Hydrofobiciteit die polymeeroppervlakken helpt beschermen tegen vocht
• Uitstekende glij- en smeringseigenschappen, waardoor de schuifspanning tijdens extrusie en vorming wordt verminderd.
• Chemische inertheid en flexibiliteit, waardoor compatibiliteit met een breed scala aan polymeren mogelijk is.

Soorten moderne siliconenadditieven
Siliconeadditieven worden ontwikkeld om te voldoen aan specifieke prestatie-eisen, afhankelijk van het molecuulgewicht, de functionele groepen en de polymeerstructuur. Gangbare industriële vormen zijn onder andere siliconenvloeistoffen (oliën), siloxanen, polyether-gemodificeerde siliconen, siliconenharsen, siliconenmasterbatches en siliconenpoeders.

1. Siliconen masterbatch
Silicone masterbatch is een hoogwaardige, gegranuleerde formulering die veelvuldig wordt gebruikt in de polymeerindustrie. De geavanceerde technologie is gebaseerd op het dispergeren van siloxaanpolymeren met een ultrahoog moleculair gewicht (UHMW) in diverse thermoplastische dragers (waaronder polyolefinen, technische kunststoffen en thermoplastische elastomeren). De masterbatch wordt geleverd in standaard korrelvorm, waardoor een schone en nauwkeurige dosering direct in de thermoplastische matrix mogelijk is tijdens het compounderen, extruderen of spuitgieten. In tegenstelling tot traditionele wassen, vetzuuramiden of oliën met een laag moleculair gewicht, bieden UHMW silicone masterbatches superieure oppervlakte- en lossingseigenschappen, terwijl ze effectief verwerkingsfouten zoals schroefslip voorkomen.

2. Siliconenvloeistoffen (PDMS)
Siliconenvloeistoffen (PDMS) zijn lineaire, niet-reactieve siliconen met een laag tot gemiddeld moleculair gewicht, gekenmerkt door een herhalende silicium-zuurstof (-Si-O-) ruggengraat met methylzijgroepen. Bij de verwerking van polymeren fungeren ze voornamelijk als tijdelijke fysieke verwerkingshulpmiddelen en externe smeermiddelen. Door hun hoge moleculaire mobiliteit en het ontbreken van chemische binding met de polymeermatrix verlagen ze de smeltviscositeit en het koppel, maar zijn ze zeer gevoelig voor migratie, wat leidt tot uitvloeiing aan het oppervlak, slippen van schroeven en daaropvolgende problemen met de hechting van verf of drukwerk.

3. Functionele organosiliciumadditieven
Functionele organosiliciumadditieven zijn chemisch of organisch gemodificeerde siliconencopolymeren die reactieve of polaire functionele groepen (zoals epoxy-, amino-, carboxy-, vinyl- of polyethersegmenten) in de siloxaanruggengraat of aan de uiteinden van de keten bevatten. In tegenstelling tot conventioneel PDMS zijn deze additieven moleculair ontworpen om te fungeren als grensvlakmodificatoren en reactieve compatibilisatoren. Ze verlagen de grensvlakspanning en verbeteren de fasehechting tussen incompatibele componenten, waardoor ze essentieel zijn voor het verbeteren van technische kunststoffen, het verhogen van de prestaties van gerecyclede/PCR-polymeren en het verbeteren van de bevochtiging en dispersie van vulstoffen (bijv. halogeenvrije vlamvertragers, glasvezels) in meercomponentenpolymeersystemen.

4. Siliconenpoeders
Siliconepoeders zijn vrij stromende, vaste, deeltjesvormige siliconeformuleringen, vaak bestaande uit siloxaanpolymeren met een ultrahoog moleculair gewicht (UHMW) verankerd in een anorganische silicakern, of driedimensionale bolvormige siliconeharsen (bijvoorbeeld polymethylsilsesquioxaan). Ze zijn ontwikkeld als permanente prestatieverbeteraars en worden verwerkt in thermoplasten om langdurige oppervlakteverbeteringen te bieden – zoals permanente kras- en slijtvastheid, stabiele verlaging van de wrijvingscoëfficiënt (COF) en antiblokkeereigenschappen – zonder de mechanische eigenschappen van het substraat of de nabewerkingsmogelijkheden voor het schilderen aan te tasten.