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परिचय: पॉलिमर प्रसंस्करण में सिलिकॉन योजकों की भूमिका
पॉलिमर निर्माण में सिलिकॉन योजक पदार्थों का व्यापक रूप से प्रसंस्करण सहायक और कार्यात्मक संशोधक के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि पिघलने के व्यवहार को नियंत्रित किया जा सके, सतह के गुणों में सुधार किया जा सके और उच्च-थ्रूपुट उत्पादन स्थितियों के तहत प्रसंस्करण स्थिरता को बढ़ाया जा सके।
एक्सट्रूज़न, इंजेक्शन मोल्डिंग, फिल्म ब्लोइंग और कंपाउंडिंग जैसी थर्मोप्लास्टिक प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में, पॉलिमर अक्सर उच्च अपरूपण तनाव और उच्च तापमान के संपर्क में आते हैं। इन स्थितियों के कारण कई सामान्य प्रसंस्करण संबंधी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं, जिनमें अस्थिर मेल्ट फ्लो, सतही दोष (जैसे मेल्ट फ्रैक्चर और शार्कस्किन), डाई बिल्ड-अप और उत्पाद की गुणवत्ता में असंगति शामिल हैं।
सिलिकॉन योजक पदार्थ बहुलक-धातु घर्षण को कम करके, पिघले हुए पदार्थ की सतह पर चिकनाई बढ़ाकर और प्रसंस्करण के दौरान प्रवाह व्यवहार को स्थिर करके इन अंतरसतही और वाष्पीय सीमाओं को दूर करने के लिए तैयार किए जाते हैं। परिणामस्वरूप, वे अधिक कुशल उत्पादन कार्यों और अधिक सुसंगत अंतिम उत्पाद प्रदर्शन में योगदान करते हैं।
इनका व्यापक रूप से प्रमुख पॉलिमर प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, जिनमें पॉलीओलेफिन (PE, PP, LLDPE, HDPE, EVA), पीवीसी यौगिक, थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर (TPE, TPU, TPO, TPV) और इंजीनियरिंग प्लास्टिक (ABS, PC, PA/नायलॉन, PBT, PET, PPS, POM और PMMA) शामिल हैं।
प्रसंस्करण के दृष्टिकोण से, सिलिकॉन योजक का उपयोग एक्सट्रूज़न, इंजेक्शन मोल्डिंग, फिल्म ब्लोइंग और कंपाउंडिंग प्रक्रियाओं में किया जाता है, जहां वे पिघले हुए पदार्थ की रियोलॉजी को स्थिर करने, अंतरसतही घर्षण को कम करने और निरंतर या उच्च गति वाली परिचालन स्थितियों के तहत सतह और डाई से संबंधित दोषों को कम करने में मदद करते हैं।
इसके अंतिम उपयोग अनुप्रयोगों में तार और केबल सिस्टम, ऑटोमोटिव इंटीरियर घटक, जूते की सामग्री, पाइप, लचीली पैकेजिंग, कोटिंग्स, पेंट, फाइबर और इंजीनियर और संशोधित प्लास्टिक उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है।
उत्पादकता बढ़ाने, गुणवत्ता नियंत्रण को सख्त करने, स्क्रैप दर को कम करने और सामग्री की स्थिरता में सुधार करने पर उद्योग के बढ़ते जोर के साथ, सिलिकॉन योजक अब केवल साधारण प्रसंस्करण सहायक के रूप में नहीं देखे जाते हैं। इसके बजाय, उन्हें पॉलिमर सिस्टम डिज़ाइन के भीतर कार्यात्मक फॉर्मूलेशन घटकों के रूप में तेजी से एकीकृत किया जा रहा है, जो प्रसंस्करण दक्षता और अंतिम उत्पाद प्रदर्शन दोनों में प्रत्यक्ष योगदान देते हैं।
परिणामस्वरूप, सिलिकॉन एडिटिव निर्माता वैश्विक पॉलिमर मूल्य श्रृंखला में प्रमुख प्रौद्योगिकी भागीदार बन गए हैं।
यह लेख विश्व स्तर पर शीर्ष 10 सिलिकॉन एडिटिव निर्माताओं पर प्रकाश डालता है, जिससे प्रोसेसरों को पॉलिमर प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए अग्रणी आपूर्तिकर्ताओं, प्रौद्योगिकियों और समाधानों की पहचान करने में मदद मिलती है।

सिलिकॉन एडिटिव्स क्या हैं?
सिलिकॉन एडिटिव्स—जिन्हें सिलिकॉन-आधारित एडिटिव्स, सिलोक्सेन एडिटिव्स या पॉलीसिलोक्सेन एडिटिव्स भी कहा जाता है—कार्यात्मक प्रसंस्करण सहायक और प्रदर्शन-बढ़ाने वाली सामग्री हैं जो आमतौर पर पॉलीडाइमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) या संशोधित ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों पर आधारित होती हैं।
इन्हें अपेक्षाकृत कम सांद्रता (आमतौर पर 0.1-5%) पर मिलाया जाता है ताकि प्रसंस्करण क्षमता, सतह की विशेषताओं और उत्पाद की दीर्घकालिक स्थायित्व में सुधार हो सके।
प्रमुख प्रदर्शन कार्य
• पिघलने के घर्षण को कम करना और प्रवाह व्यवहार में सुधार करना
• पिघलने से होने वाली दरारें और शार्कस्किन जैसी सतही खामियों को रोकना
• डाई पर जमाव को कम करना और उपकरण की गंदगी को न्यूनतम करना
• सतह की चिकनाई और स्पर्श संबंधी गुणों को बढ़ाना
• उत्पादन स्थिरता और प्रवाह क्षमता में सुधार करना

सिलिकॉन एडिटिव्स की मूल रसायन शास्त्र
सिलिकॉन योजकों का प्रदर्शन उनकी लचीली सिलिकॉन-ऑक्सीजन (Si-O) संरचना से उत्पन्न होता है, जिसे अक्सर मिथाइल जैसे कार्बनिक साइड समूहों के साथ कार्यात्मक बनाया जाता है।
यह अद्वितीय आणविक संरचना निम्नलिखित प्रदान करती है:
• बेहतर स्नेहन के लिए कम सतही तनाव
• कठिन प्रसंस्करण परिस्थितियों में भी उच्च तापीय और ऑक्सीकरणीय स्थिरता
• जलरोधकता जो पॉलिमर सतहों को नमी से बचाने में मदद करती है
• उत्कृष्ट फिसलन और चिकनाई, जिससे एक्सट्रूज़न और मोल्डिंग के दौरान अपरूपण तनाव कम होता है।
• रासायनिक निष्क्रियता और लचीलापन, जिससे यह विभिन्न प्रकार के पॉलिमर के साथ अनुकूल हो पाता है।

आधुनिक सिलिकॉन योजकों के प्रकार
सिलिकॉन योजकों को आणविक भार, कार्यात्मक समूहों और बहुलक संरचना के आधार पर विशिष्ट प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तैयार किया जाता है। सामान्य औद्योगिक रूपों में सिलिकॉन तरल पदार्थ (तेल), सिलोक्सेन, पॉलीथर-संशोधित सिलिकॉन, सिलिकॉन रेजिन, सिलिकॉन मास्टरबैच और सिलिकॉन पाउडर शामिल हैं।

1. सिलिकॉन मास्टरबैच
सिलिकॉन मास्टरबैच एक प्रीमियम पेलेटाइज्ड फॉर्मूलेशन है जिसका व्यापक रूप से पॉलिमर उद्योग में उपयोग किया जाता है। यह अत्याधुनिक तकनीक अल्ट्रा-हाई मॉलिक्यूलर वेट (UHMW) सिलोक्सेन पॉलिमर को विभिन्न थर्मोप्लास्टिक कैरियर (पॉलीओलेफिन, इंजीनियरिंग प्लास्टिक और थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर सहित) में फैलाने पर आधारित है। मानक पेलेट रूप में उपलब्ध होने के कारण, यह कंपाउंडिंग, एक्सट्रूज़न या इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स में सीधे और सटीक मात्रा में डालने की सुविधा देता है। पारंपरिक मोम, फैटी एसिड एमाइड या कम आणविक भार वाले तेलों के विपरीत, UHMW सिलिकॉन मास्टरबैच बेहतर सतह फिसलन और मोल्ड रिलीज प्रदान करते हैं, साथ ही स्क्रू फिसलन जैसे प्रसंस्करण दोषों से प्रभावी ढंग से बचाते हैं।

2. सिलिकॉन तरल पदार्थ (पीडीएमएस)
सिलिकॉन फ्लूइड्स (पीडीएमएस) कम से मध्यम आणविक भार वाले, रेखीय, अक्रियाशील सिलिकॉन होते हैं, जिनकी विशेषता एक दोहरावदार सिलिकॉन-ऑक्सीजन (-Si-O-) बैकबोन होती है जिसमें मिथाइल साइड समूह होते हैं। पॉलिमर प्रसंस्करण में, वे मुख्य रूप से अस्थायी भौतिक प्रसंस्करण सहायक और बाहरी स्नेहक के रूप में कार्य करते हैं। अपनी उच्च आणविक गतिशीलता और मेजबान पॉलिमर मैट्रिक्स के साथ रासायनिक बंधन की कमी के कारण, वे पिघलने की श्यानता और टॉर्क को कम करते हैं, लेकिन माइग्रेशन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, जिससे सतह पर रिसाव, स्क्रू का फिसलना और परिणामस्वरूप पेंट या प्रिंटिंग के चिपकने में विफलता हो सकती है।

3. कार्यात्मक ऑर्गेनोसिलिकॉन योजक
कार्यात्मक ऑर्गेनोसिलिकॉन एडिटिव्स रासायनिक रूप से, या ऑर्गेनो-संशोधित सिलिकॉन कॉपॉलिमर होते हैं जिनमें सिलोक्सेन बैकबोन या चेन एंड्स में प्रतिक्रियाशील या ध्रुवीय कार्यात्मक समूह (जैसे एपॉक्सी, अमीनो, कार्बोक्सी, विनाइल या पॉलीथर सेगमेंट) शामिल होते हैं। पारंपरिक पीडीएमएस के विपरीत, ये एडिटिव्स इंटरफेशियल मॉडिफायर और प्रतिक्रियाशील कम्पैटिबिलाइज़र के रूप में कार्य करने के लिए आणविक रूप से इंजीनियर किए जाते हैं। ये असंगत घटकों के बीच इंटरफेशियल तनाव को कम करते हैं और फेज आसंजन को बढ़ाते हैं, जिससे ये इंजीनियरिंग प्लास्टिक को उन्नत करने, पुनर्चक्रित/पीसीआर पॉलिमर के प्रदर्शन को बढ़ाने और बहु-घटक पॉलिमर प्रणालियों में फिलर वेटिंग और फैलाव (जैसे, हैलोजन-मुक्त ज्वाला मंदक, ग्लास फाइबर) में सुधार के लिए आवश्यक हो जाते हैं।

4. सिलिकॉन पाउडर
सिलिकॉन पाउडर, आसानी से बहने वाले, ठोस, कणमय सिलिकॉन फॉर्मूलेशन होते हैं, जो अक्सर अकार्बनिक सिलिका कोर में जड़े अति-उच्च आणविक भार (UHMW) सिलोक्सेन पॉलिमर या त्रि-आयामी गोलाकार सिलिकॉन रेजिन (जैसे, पॉलीमिथाइलसिल्सेसक्वियोक्सेन) से बने होते हैं। इन्हें स्थायी प्रदर्शन संशोधक के रूप में तैयार किया जाता है और थर्मोप्लास्टिक में मिलाकर सतह को लंबे समय तक बेहतर बनाया जाता है—जैसे कि स्थायी खरोंच और घिसाव प्रतिरोध, घर्षण गुणांक (COF) में स्थिर कमी और अवरोध-रोधी गुण—बिना सब्सट्रेट के यांत्रिक गुणों या पोस्ट-प्रोसेसिंग पेंट करने की क्षमता को प्रभावित किए।