有机硅添加剂L54瓦克.docx

有机硅基塑料添加剂（L5-4）

将有机硅材料用于塑料业始于20世纪70年代初。最初，硅油是作为内部润滑剂以及脱模剂用于聚烯烃注射成型。由于它们与聚烯烃之间的不相容性，低分子量的液态有机硅会迁移至表面，并铺展开；这极大的扩展了该类硅油的应用，如：当塑料需要被印刷、上漆或接触食品时。

如果使用超高分子量(UHMW)聚二甲基硅氧烷来代替普通低粘度或中等粘度的硅油，那么这些问题便能够得到解决。这些被称作硅树脂的产品有超过10×106mm2/s的粘度，使它们无法移动富集于表面。然而，它们也有不足之处，由于无法进行定量给料，使得它们难以在塑料的连续混合加工中使用。

近些年来，一种新型产品系列开始投入使用，它结合了超高分子量聚二甲基硅氧烷和固体颗粒易于定量添加的优点，是一种以有机聚合物为载体的高有机硅含量母料。

加工助剂的主要性能要求有：

改善加工性和流动性

消除熔体破裂

减少模头积聚物

降低挤出机扭矩，提高生产能力

更好地充模和脱模

改进表面的光滑性及光泽性

不会对机械性能等聚合物性能产生不良影响

通常加入0.1-1%的聚二甲基硅氧烷添加剂便能改善加工性能，若要对表面及机械性能产生正面影响，1-5%的用量是必要的。

瓦克化学的颗粒状有机硅添加剂

瓦克有机硅公司近来开发了一种全新的产品—GENIOPLAST*PELLETS（L5-4），一种超高分子量有机硅树脂。它能完全地融入到产品连续加工中。如图1中所示，一种白色半透明状的圆柱形颗粒。

GENIOPLAST*PelletS（L5-4）

除了突出的使用功效，GENIOPLAST*PelletS（L5-4）与几乎所有的现有热塑性聚合物相容。这就意味着—相比上述的有机硅母料—这种产品可适用于几乎所有的塑料聚合物。物流

变得简单，出错概率降低。

GENIOPLAST*PelletS（L5-4）将高含量的超高分子量聚二甲基硅氧烷负载于二氧化硅之上，而该载体不会影响聚合物本身性能和加工性能。这种产品可以定量地加入到塑料聚合物中，或与树脂进行干混。

实验依据

制备混合材料时，颗粒状塑料原料或颗粒状聚硅氧烷必须按一定的所需比例混合，然后由共转式双螺杆挤出机进行挤出成型(ZE25,Berstorff)。挤出参数如下：

长径比33

螺杆转速：400rpm

挤出量：10kg/h

喷嘴口温度：低密度聚乙烯/高密度聚乙烯为190℃，聚丙烯为220℃。以下为所用的原料（热塑性塑料和填料）

低密度聚乙烯，Lupolen2420H(BASELL)

高密度聚乙烯，Lupolen5031L(BASELL)

聚丙烯，Moplen456H(BASELL)

乙烯－乙酸乙烯共聚物，EscoreneUL00119(EXXON)

ATH,MartinalOL-104(ALBEMARLE)

MDH,MagnifinH5MV(ALBEMARLE)

碳酸钙MillicarbOG(OMYA)

云母，A10XC(LUZENAC)

用于热塑性塑料的颗粒状有机硅树脂用量从0.2%－5%不等。加工前，颗粒状有机硅树脂与热塑性塑料进行干混。此外，这种颗粒状有机硅树脂可由带有特殊加料螺杆的侧向加料口定量加入。

混合物的主要机械性能及表面特性由下列方法进行测试：

根据ENISO1133标准，使用Goettfert熔体流动速率测试仪对MFR(熔体流动速率)进行测量。熔体流动速率是一种熔体粘度特性参数；高熔体流动速率意味着低熔体粘度。

使用单螺杆挤出机(EMEX-30,20D)进行扭矩性能测试。模拟100％装载量，螺杆转速为30rpm。扭矩性能是一种在标准状态下进行加工的平均能源消耗量。较低的扭矩意味着较低的动力消耗。

根据ENISO527标准，进行断裂伸长率的测量，确定抗张强度

根据ENISO179标准，以Charpy切口冲击强度测试法来测定冲击性能

根据DIN53754标准，使用ERICHSENTaber5131研磨器来测试表面的耐磨损性，通过测定表面的重量损失来确定磨损量。

结果讨论

扭矩

通过测量扭矩来评价GENIOPLAST*PelletS（L5-4）在降低内部和外部摩擦上的润滑效果。

如图2所示，在没有添加剂的情况下，单螺杆挤出机在指定条件下进行低密度聚乙烯挤出时的最大能源消耗量为60％。然而，只需添加0.4%的GENIOPLAST*PelletS（L5-4）便能将扭矩降至约50%。一种引人关注却在意料之中的现象是颗粒状树脂比50％含量的母料具有了更好的效果。

低密度聚乙烯挤出时的扭矩降低示图

这一结果并不出乎人们的意料是因为相比母料，GENIOPLAST*Pellet