Silanizzazione: La modifica superficiale per materiali durevoli e ad alte prestazioni
Wollastonite TREMIN® 939 incorporata nel polimero dopo la rottura
Wollastonite TREMIN® 939 silanizzata incorporato nel polimero dopo la frattura
Eccezionali proprietà chimiche dei silani
I silani sono composti chimici con una struttura unica, costituita da un atomo centrale di silicio legato tramite legami covalenti sia a gruppi organici che a gruppi reattivi (ad esempio, gruppi clorurati). Questa combinazione rende i silani bifunzionali e ne consente l'uso versatile nella modifica superficiale.
I gruppi reattivi idrolizzano a contatto con l'acqua formando gruppi silanolici (Si-OH), che possono legarsi chimicamente a superfici ricche di gruppi idrossilici come vetro, metalli o riempitivi minerali. Allo stesso tempo, i gruppi organici rimangono intatti e possono interagire con i polimeri, facilitando l'integrazione nei materiali polimerici.
Attraverso questa reazione, i silani creano una modifica chimica duratura sulla superficie trattata. Ciò migliora l'adesione tra il riempitivo e il polimero e conferisce al materiale proprietà aggiuntive come maggiore resistenza, migliorata stabilità meccanica e ottimizzata lavorabilità.
Silani spiegati brevemente
I silani sono composti bifunzionali costituiti da gruppi organofunzionali stabili e gruppi reattivi idrolizzabili. Il gruppo idrolizzabile si lega alla superficie del riempitivo, mentre i gruppi organofunzionali si armonizzano con il polimero.
Un vantaggio decisivo: quando i riempitivi silanizzati vengono incorporati direttamente in un sistema polimerico, i sottoprodotti della condensazione come l’etanolo e l’acqua vengono rilasciati già durante il rivestimento del minerale. Con la silanizzazione in situ, questi rimangono nel sistema polimerico e possono indebolirlo.
Vantaggi della silanizzazione diretta
La silanizzazione diretta offre numerosi vantaggi nella modifica dei riempitivi minerali e nel miglioramento dei materiali polimerici. Durante la produzione di farine minerali, si formano gruppi idrossilici attraverso reazioni tra atomi terminali di silicio e ossigeno con l'umidità dell'aria. Questi gruppi idrossilici legano le molecole d'acqua, che sono difficili da rimuovere anche con processi di essiccazione intensivi, indebolendo il legame tra riempitivo e matrice polimerica.
La silanizzazione diretta dei riempitivi risolve questo problema, poiché con questo metodo i sottoprodotti della condensazione come l’etanolo e l’acqua possono fuoriuscire già durante il rivestimento. A differenza della silanizzazione in situ successiva, non rimangono sottoprodotti indesiderati nel sistema polimerico, migliorandone notevolmente la stabilità e le prestazioni.
Inoltre, la modifica in superficie con silani facilita l'incorporazione dei riempitivi nei sistemi polimerici e garantisce un legame ottimale tra polimero e riempitivo.
Questo porta a una serie di eccezionali proprietà dei materiali, come ad esempio:
- alta resistenza agli agenti atmosferici e chimici
- migliorata resistenza alla deformazione termica e alle alte temperature
- migliorata resistenza all'acqua bollente e ai graffi
- resistenza alla delaminazione catodica
- eccellente adesione della vernice e possibilità di ottenere finiture lucide
- alta resistenza meccanica e tenacità
- gradi di riempimento ottimizzati e lavorabilità
Queste proprietà rendono la silanizzazione una tecnologia chiave nella produzione di riempitivi funzionali per materiali polimerici ad alte prestazioni e durevoli.
Tipi di silanizzazione
La scelta del mezzo di rivestimento dipende dal materiale polimerico da ottimizzare.
La tabella mostra le raccomandazioni per l'uso dei mezzi di rivestimento in base al sistema polimerico. Quale mezzo di rivestimento fornisce i migliori risultati viene determinato in modo più sicuro attraverso delle prove.
Superficie minerale idrofoba grazie alla silanizzazione
Per tutte le sfide, la soluzione giusta
I riempitivi silanizzati migliorano le proprietà meccaniche delle materie plastiche, aumentano la resistenza delle vernici e garantiscono la massima affidabilità nelle applicazioni elettriche ed elettroniche. Che si tratti di automobilismo, edilizia, elettrotecnica o persino medicina, le possibilità di utilizzo sono molteplici e orientate al futuro.
Aree di applicazione dei riempitivi silanizzati in sintesi
- Parti in plastica nell'industria automobilistica
- Termoplastici tecnici
- Vernici industriali e sistemi di vernici trasparenti
- Applicazioni all'aperto di isolatori elettrici e ad alta tensione
- Sistemi di resina epossidica e componenti elettronici
- Materiali per impronte dentali
- Sigillanti in silicone
- Anelli di tenuta
- Attrezzature sanitarie in PMMA e UP
- Piani di lavoro e lavelli da cucina
Contattateci per saperne di più sui vantaggi dei riempitivi silanizzati nella vostra applicazione e per sviluppare soluzioni su misura.
Minerali adatti alla silanizzazione
La silanizzazione è un metodo collaudato per la modifica superficiale dei riempitivi minerali, al fine di migliorarne la compatibilità con i polimeri e ottimizzare le proprietà specifiche dei materiali. Di seguito sono elencati i minerali adatti con le loro tipiche aree di applicazione:
Quarzo: Biossido di silicio ad alta purezza con eccezionale durezza e resistenza chimica, ideale per vetro, applicazioni elettriche, vernici e rivestimenti e prodotti chimici per l'edilizia.
Cristobalit: Quarzo calcinato con alto grado di bianco, utilizzato frequentemente in vernici e rivestimenti, pietra artificiale e materiali dentali.
Silice Fusa: Modificazione amorfa del quarzo con espansione termica estremamente bassa per applicazioni precise in elettronica e isolamento elettrico, sistemi di resina epossidica, microfusione e incapsulamento di motori elettrici.
Wollastonite: Silicato di calcio naturale con eccellenti proprietà di rinforzo, ideale per ceramica, vetro, materiali da costruzione, materie plastiche tecniche, vernici in polvere e rivestimenti per pale di turbine.
Caolino: Minerale naturale fine e a forma di piastra con proprietà leviganti, popolare nell'industria della carta. Il caolino è adatto anche per l'uso in materie plastiche tecniche, ceramica, vernici e rivestimenti e gomma.
Feldspato: Silicato a struttura reticolare chimicamente resistente con morfologia a grani spessi, utilizzato in prodotti di vetro e ceramica e come riempitivo in vernici e rivestimenti, pellicole di plastica e applicazioni dentali.
Mica: Minerale a strati con eccellenti proprietà barriera grazie alla struttura a piastra pronunciata. La mica muscovite e flogopite è adatta per l'uso in vernici e rivestimenti, applicazioni ad alta temperatura, materie plastiche e cosmetici.
Nefelina sienite: Composto da minerali simili al feldspato e privo di quarzo cristallino. Il minerale ha proprietà trasparenti e resistenza meccanica ed è utilizzato in sistemi di vernici trasparenti e pellicole di plastica.
Corindone: Prodotto sinteticamente e quasi duro come il diamante. Grazie a questa straordinaria durezza, il minerale è ideale per abrasivi, materiali refrattari e lavorazione superficiale.
Talco: Il riempitivo più morbido al mondo appartiene al gruppo dei fillosilicati. Grazie alle sue proprietà idrorepellenti, il talco è ampiamente utilizzabile in materie plastiche, vernici e rivestimenti, nonché in farmaceutica e cosmetica.
Idrossido di alluminio: Prodotto sinteticamente è un riempitivo ritardante di fiamma con alta stabilità chimica per l'industria delle materie plastiche, elettronica, vernici e rivestimenti, ma anche per applicazioni tessili.
Anidrite: Come solfato anidro, il minerale è ampiamente utilizzabile nella chimica delle costruzioni e, grazie alle sue proprietà trasparenti, particolarmente nei sistemi di vernici trasparenti.
La silanizzazione di questi minerali ottimizza la loro interazione con i polimeri e ne amplia le possibilità di utilizzo in diverse industrie.
Compatibilità ambientale e sostenibilità della silanizzazione
I composti di silano moderni sono ecologici, producono basse emissioni e sono realizzati in un processo di lavorazione efficiente dal punto di vista energetico. Come soluzione sostenibile per la modifica in superficie, la silanizzazione consente la produzione di prodotti durevoli e riduce il consumo di risorse, diminuendo l'impronta ecologica dell'industria. Migliora la resistenza dei materiali all'umidità, ai prodotti chimici e alle sollecitazioni meccaniche, riducendo così la necessità di riparazioni e la suscettibilità all'usura.
FAQ
Quali vantaggi ha la silanizzazione?
La silanizzazione migliora l'adesione tra i riempitivi e i polimeri, aumentando notevolmente le proprietà meccaniche e la resistenza dei prodotti finali. Riduce i sottoprodotti indesiderati come l’etanolo e l’acqua, che potrebbero indebolire il sistema polimerico, garantendo materiali durevoli e ad alte prestazioni.
Quali materiali si possono silanizzare?
Materiali adatti includono i minerali come il quarzo, la cristobalite, la wollastonite, il caolino, il feldspato, la mica, la nefelina sienite, il corindone, il talco, l’idrossido di alluminio e l’anidrite.
In quali applicazioni si possono usare prodotti silanizzati?
I riempitivi silanizzati vengono utilizzati in numerose industrie, tra cui:
- L’industria automobilistica (parti in plastica, termoplastici tecnici)
- L’elettrotecnica (applicazioni all'aperto di isolatori elettrici e ad alta tensione, componenti elettronici)
- L’edilizia (vernici industriali, sistemi di vernici trasparenti, sistemi di resina epossidica)
- Medicina e cosmetica (materiali per impronte dentali, attrezzature sanitarie)
- Beni di consumo (piani di lavoro per cucine, lavelli, sigillanti siliconici)
- Applicazioni high-tech (semiconduttori, turbine eoliche, aeronautica)
Come viene influenzato l’uso dell’industria dalla silanizzazione dei riempitivi?
La silanizzazione ottimizza la compatibilità dei riempitivi con i polimeri e migliora notevolmente le proprietà dei prodotti finali. Porta a materiali più durevoli con maggiore stabilità e affidabilità, rendendola un processo chiave nella produzione di materiali innovativi per applicazioni esigenti come nell’edilizia, nell’elettronica e nella costruzione di veicoli.
PIÙ INFORMAZIONI?
Per tutte le domande riguardo la silanizzazione siamo volentieri a vostra disposizione. Per favore non esitate a contattarci – risponderemo molto volentieri.
