ผงซิลิโคนเป็นวัสดุอเนกประสงค์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงพลาสติกการเคลือบและเครื่องสำอาง ในฐานะซัพพลายเออร์ซิลิโคนผงฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับกระบวนการผลิตของสารที่น่าทึ่งนี้ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะพาคุณผ่านการเดินทางของวิธีการผลิตซิลิโคนผงตั้งแต่วัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
วัตถุดิบ
การผลิตผงซิลิโคนเริ่มต้นด้วยการเลือกวัตถุดิบที่มีคุณภาพสูง ส่วนผสมหลักคือซิลิโคนซึ่งเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ประกอบด้วยซิลิกอน, ออกซิเจน, คาร์บอนและไฮโดรเจน ซิลิโคนสามารถมีอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกันเช่นของเหลวซิลิโคนเหงือกและเรซิน สำหรับการผลิตผงซิลิโคนเหงือกซิลิโคนหรือเรซินมักใช้
วัตถุดิบซิลิโคนเหล่านี้มีแหล่งที่มาอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขามีมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวดสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ความบริสุทธิ์น้ำหนักโมเลกุลและโครงสร้างทางเคมีของซิลิโคนมีบทบาทสำคัญในการกำหนดคุณสมบัติของผงที่เกิดขึ้น นอกเหนือจากซิลิโคนแล้วสารเติมแต่งอื่น ๆ อาจถูกนำมาใช้ในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะของผงเช่นความต้านทานรอยขีดข่วนความเรียบและความเสถียรของความร้อน
การทำพอลิเมอไรเซชัน
ขั้นตอนแรกในการผลิตผงซิลิโคนคือการเกิดพอลิเมอไรเซชัน พอลิเมอไรเซชันเป็นกระบวนการของการรวมโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกว่าโมโนเมอร์ลงในโซ่ขนาดใหญ่หรือเครือข่ายเพื่อสร้างโพลีเมอร์ ในกรณีของซิลิโคนโมโนเมอร์มักจะเป็นหน่วย siloxane ซึ่งเชื่อมโยงเข้าด้วยกันผ่านปฏิกิริยาเคมี
มีวิธีการต่างกันของพอลิเมอไรเซชันที่ใช้ในการผลิตโพลีเมอร์ซิลิโคน วิธีการทั่วไปอย่างหนึ่งคือวงแหวน - การเปิดโพลีเมอไรเซชันของไซล็อกเซนแบบวงจร ในกระบวนการนี้โมโนเมอร์ไซโคลไซโคลนจะถูกทำให้ร้อนในการปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเริ่มต้นการเปิดวงแหวนและการก่อตัวของโพลิเมอร์ซิลิโคนเชิงเส้นหรือกิ่งก้าน ทางเลือกของตัวเร่งปฏิกิริยาและเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อน้ำหนักโมเลกุลและโครงสร้างของพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้น
อีกวิธีหนึ่งคือการควบแน่นพอลิเมอไรเซชันของไซลาโนล Silanols เป็นสารประกอบซิลิโคนที่มีกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) เมื่อ silanols ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันน้ำจะถูกกำจัดและพันธะซิล็อกเซนจะเกิดขึ้นทำให้การเจริญเติบโตของโซ่พอลิเมอร์ วิธีนี้มักใช้ในการผลิตเรซินซิลิโคนที่มีโครงสร้างข้ามที่เชื่อมโยงกันเฉพาะ
การรวมกัน
หลังจากพอลิเมอไรเซชันโพลิเมอร์ซิลิโคนจะประกอบกับสารเติมแต่งอื่น ๆ เพื่อสร้างส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน การประนอมเป็นขั้นตอนสำคัญเนื่องจากช่วยให้สามารถปรับแต่งคุณสมบัติของผงเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน
สารเติมแต่งบางอย่างที่อาจใช้ในระหว่างการผสมรวมถึง:
- Scratch - ตัวแทนต้านทาน: สารเติมแต่งเหล่านี้ใช้เพื่อปรับปรุงความต้านทานรอยขีดข่วนของผงซิลิโคนทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่การป้องกันพื้นผิวมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น,ฮาโลเจนควันต่ำ - ฟรีที่ราบรื่นและสดชื่นRelyon®2231และPV3952 ตัวแทนต้านทานรอยขีดข่วนRelyon®503เป็นรอยขีดข่วนยอดนิยม - สารต้านทานที่สามารถรวมอยู่ในผงซิลิโคน
- ฟิลเลอร์: เพิ่มฟิลเลอร์เพื่อเพิ่มปริมาณลดต้นทุนและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของผง ฟิลเลอร์ทั่วไป ได้แก่ ซิลิกาแคลเซียมคาร์บอเนตและแป้ง
- พลาสติก: พลาสติกถูกใช้เพื่อปรับปรุงความยืดหยุ่นและความสามารถในการประมวลผลของผงซิลิโคน พวกเขาสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของแก้วของพอลิเมอร์ทำให้ง่ายต่อการปั้นและรูปร่าง
- ความคงตัว: เพิ่มความคงตัวเพื่อป้องกันผงซิลิโคนจากการย่อยสลายที่เกิดจากความร้อนแสงและออกซิเจน ตัวอย่างเช่น,RELEON®320สามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำให้เสถียรในบางสูตร
โดยทั่วไปแล้วกระบวนการผสมจะเกี่ยวข้องกับการผสมโพลิเมอร์ซิลิโคนและสารเติมแต่งในเครื่องผสมความเร็วสูงหรือเครื่องอัดรีด ส่วนผสมถูกทำให้ร้อนและนวดเพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายตัวของสารเติมแต่งอย่างสม่ำเสมอตลอดเมทริกซ์พอลิเมอร์
การบดและการกัด
เมื่อส่วนผสมซิลิโคนแบบผสมแล้วมันจะถูกเปลี่ยนเป็นรูปแบบผงผ่านกระบวนการบดและการกัด การบดเป็นกระบวนการของการลดขนาดของวัสดุที่ผสมลงในอนุภาคขนาดเล็กในขณะที่การกัดเป็นกระบวนการที่ได้รับการกลั่นกรองมากขึ้นซึ่งจะช่วยลดขนาดอนุภาคและปรับปรุงความสม่ำเสมอของผง
มีอุปกรณ์บดและการกัดประเภทต่าง ๆ เช่นโรงงานบอลโรงงานเจ็ทและโรงงานค้อน ทางเลือกของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาครูปร่างและการกระจายของผงซิลิโคน ตัวอย่างเช่น Jet Mills มักจะใช้ในการผลิตผงซิลิโคนชั้นดีที่มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นเครื่องสำอางและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ในระหว่างกระบวนการบดและการกัดอุณหภูมิและความชื้นจะต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการรวมตัวกันของอนุภาคผงและเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย นอกจากนี้ผงอาจถูกกรองเพื่อกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่หรือสิ่งสกปรก
การรักษาพื้นผิว
หลังจากการบดและการกัดผงซิลิโคนอาจได้รับการรักษาพื้นผิวเพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิว การรักษาพื้นผิวสามารถปรับปรุงความเข้ากันได้ของผงกับวัสดุอื่น ๆ เพิ่มการกระจายตัวในเมทริกซ์และปรับปรุงการยึดเกาะกับสารตั้งต้น
วิธีการรักษาพื้นผิวที่พบบ่อยอย่างหนึ่งคือการประยุกต์ใช้ชั้นบาง ๆ ของตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์หรือสารลดแรงตึงผิวกับพื้นผิวของอนุภาคผง ตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์สามารถสร้างพันธะทางเคมีระหว่างผงซิลิโคนและวัสดุเมทริกซ์ปรับปรุงการยึดเกาะแบบอินเทอร์เซียล สารลดแรงตึงผิวสามารถลดแรงตึงผิวของอนุภาคผงทำให้มันกระจายไปได้ง่ายขึ้นในของเหลวหรือโพลีเมอร์
เทคนิคการบำบัดพื้นผิวอีกประการหนึ่งคือการรักษาด้วยพลาสมา การรักษาด้วยพลาสมาสามารถปรับเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีและภูมิประเทศของพื้นผิวผงเพิ่มความสามารถในการเปียกและการเกิดปฏิกิริยา สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่ผงซิลิโคนต้องการโต้ตอบกับวัสดุอื่น ๆ ในระดับพื้นผิว
การควบคุมคุณภาพ
ตลอดกระบวนการผลิตมีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าผงซิลิโคนตรงตามข้อกำหนดที่ต้องการ การควบคุมคุณภาพเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบวัตถุดิบเพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอ ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชันเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาจะถูกตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำหนักโมเลกุลที่ถูกต้องและโครงสร้างของพอลิเมอร์
หลังจากการผสมตัวอย่างของส่วนผสมจะถูกทดสอบสำหรับคุณสมบัติต่าง ๆ เช่นความหนืดความแข็งและสี ในระหว่างการบดและการกัดการกระจายขนาดอนุภาครูปร่างและพื้นที่ผิวของผงถูกวัดโดยใช้เทคนิคเช่นเลเซอร์การเลี้ยวเบนและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน ผงพื้นผิวที่ได้รับการบำบัดยังได้รับการทดสอบสำหรับคุณสมบัติพื้นผิวเช่นมุมสัมผัสและพลังงานพื้นผิว
เฉพาะเมื่อผงซิลิโคนผ่านการทดสอบการควบคุมคุณภาพทั้งหมดเท่านั้นที่จะได้รับการบรรจุและจัดส่งให้กับลูกค้า การควบคุมคุณภาพเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของผงซิลิโคนในการใช้งานที่แตกต่างกัน
บทสรุป
การผลิตผงซิลิโคนเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการเลือกวัตถุดิบอย่างระมัดระวังพอลิเมอไรเซชันที่แม่นยำการผสมกับสารเติมแต่งการบดและการกัดการรักษาพื้นผิวและการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด แต่ละขั้นตอนมีบทบาทสำคัญในการกำหนดคุณสมบัติและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ในฐานะซัพพลายเออร์ผงซิลิโคนเรามุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงซึ่งตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา ไม่ว่าคุณกำลังมองหาผงซิลิโคนที่มีความต้านทานรอยขีดข่วนที่ยอดเยี่ยมสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติกของคุณหรือผงที่เรียบและสดชื่นสำหรับสูตรเครื่องสำอางของคุณเรามีความเชี่ยวชาญและทรัพยากรเพื่อเสนอทางออกที่เหมาะสม
หากคุณมีความสนใจในการซื้อผงซิลิโคนของเราหรือต้องการหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณโปรดติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาและใบเสนอราคาโดยละเอียด เราหวังว่าจะได้ทำงานร่วมกับคุณเพื่อตอบสนองความต้องการของผงซิลิโคน
การอ้างอิง
- Mark, JE, & Allcock, HR, & West, R. (2005) โพลีเมอร์อนินทรีย์ Prentice Hall
- Noll, W. (1968) เคมีและเทคโนโลยีของซิลิโคน สื่อวิชาการ
- Brydson, JA (1999) วัสดุพลาสติก Butterworth - Heinemann
