תוספי SMA לשיפור תכונות בחומרים הנדסיים

ל-POLYSCOPE ההולנדית יש הרבה מה להציע בשיפור עמידות תרמית, תכונות מכניות, קופטביליות עם תוספים ומלאנים ואחיזת צבע עבור PMMA, ABS ואחרים

תמונה 1: תוספי SMA (Styrene Maleic Anhydride) לחומרים הנדסיים (כדוגמת, ABS ו-PMMA) ליישומי הזרקה או שיחול.

משפחת חומרי ה-SMA (Styrene Maleic Anhydride) משמשת כבר שנים כתוסף חשוב לחומרים הנדסיים (כדוגמת, ABS ו-PMMA) ליישומי הזרקה או שיחול (תמונה 1). תוספים אלו משמשים כמקשרים (קומפיטבליזרים) ועוזרים בשילוב או פיזור של מרכיבים נוספים בתוך המטריצה הפולימרית. בנוסף, הם עוזרים לשיפור העמידות התרמית, מרחיבים את חלון העיבוד של החומרים וכן משנים את פולריות פני השטח ומכאן משפיעים על אדהזיה של חומרים נוספים למשטח.

חברת POLYSCOPE ההולנדית מתמחה בפיתוח פתרונות ורסטיליים על בסיס SMA. למשפחת התוספים של החברה, המכונה Xiran®, יש את היכולת לשפר ביצועים ולתת ערך מוסף לחומרים הנדסיים, ממוחזרים או בתוליים. עלותם צנועה יחסית בהשוואה לתוספים מתחרים או שיטות מודיפיקציה מתחרות שפותחו עבור חומרים אלו כגון N-phenyl maleimide או alpha-methyl styrene acrylonitrile.

קצת כימיה

SMA הוא למעשה קופולימר המורכב משני מונומרים סטירן ו-MAH שניתן לערבוב במגוון רחב של חומרים תרמופלסטיים. את הקופולימר ניתן לסנטז בטווח רחב של משקלים מולקולריים (10,000-180,000 g/mol) וכן בטווח יחסים רחב של MAH (22%-42%). השילוב של MAH – מולקולה קוטבית וראקטיבית, בתוך PS – שאינו קוטבי ונוח לעיבוד, מאפשר לקבל תוסף פונקציונאלי בעל נוחות תפעולית. משחק ביחסים של שני המונומרים משפיע באופן ישיר על תכונות החומר וביצועיו בתערובת עם חומרים הנדסיים. לצפייה בסרטון על בחירת ה-SMA הנכון ניתן ללחוץ על הקישור.

משפרים את העמידות התרמית

עם טווח טמפרטורות מעבר-זכוכיתי (Tg) של °C145-175 תוספת של Xiran® SMA מהווה פתרון כלכלי יעיל לשיפור העמידות התרמית של ABS, PMMA, ASA ואף PS. השיפור משפיע על תכונות חשובות בחומר כמו טמפרטורת הכפיפה, העיוות בחום (Heat Deflection Temp. HDT), טמפרטורת עבודה מתמשכת (Continuous Use Temp. CUT), נקודת התרככותSoftening  Vicat והתיישנות החומר תחת חום (Heat Aging).

מלבד שיפור בתכונות המכניות, שיפור העמידות התרמית מאפשר גם להרחיב את חלון העיבוד של חומר הבסיס וגם את היציבות המבנית שלו. כך ניתן להתמודד עם טולרנסים תובעניים אחרי החליצה מהתבנית. התאמת SMA גם ל-ASA ול-PS הופך אותו לפתרון מוביל בחלקים מבניים לענף הרכב. את פריצת הדרך המשמעותית השיגה החברה בכל הקשור לגגות נפתחים (sunroof) והמוצרים שלה משולבים בגגות של למעלה משלושים דגמי רכב בעולם (תמונה 2).

תמונה 2: חומרי ה-SMA משמשים לגגות נפתחים לרכב ומשולבים בשלושים דגמים ברחבי העולם.

שיפור חומרי גלם ממוחזרים

הוספה של SMA לחומרים ממוחזרים או לפחת, משדרגת את ביצועי החומר ומאפשרת להרחיב את השימוש בחומרים אלו, כל זאת ללא תוספת עלות גדולה. לדוגמה, על מנת לשפר את העמידות התרמית של המוצר הסופי ב- °C1 יש להוסיף בין 1.5-3.3% SMA לתרכובת. הכמות תלויה בתכונות הפתיחה של ה-ABS או ה-PMMA וכן בסוג ה-SMA שהותאם לו. תוספים מבוססי SMA מאפשרים שיפורים ייעודיים של ABS עם טווח Vicat B של 85–120 מעלות צלזיוס ומעלה.

שיפור עמידות כימית של PMMA תוך שמירה על שקיפות

הטמעת SMA ב-PMMA שומרת את שקיפות החומר. לצד שיפור התכונות התרמיות של האקריל השילוב משפר גם את העמידות להיסדקות תחת לחץ וכן את העמידות בפני תקיפה של חומרים כימיים ודטרגנטים. כל זאת מבלי לפגוע בשקיפות (תמונה 3).

תמונה 3: שילוב SMA ב-PMMA ביישומים רפואיים. אינו פוגע בשקיפות החומר ומקנה הגנה מפני חומרים כימיים.

שיפור אחיזת צבע

בדומה לשילוב SMA עם ABS, כך גם בשילוב עם אקריל, ה-SMA יכול להעלות הקוטביות או הריאקטביותאדהזיה של פני השטח של המוצר. הדבר מאפשר  צביעה קלה יותר, הדבקה של לוחות, הדפסה או קישור לדבקים, יריעות, חומרים מוקצפים או כל טיפול דקורטיבי או פונקציונלי אחר.

יצרנים שמשלבים תוספים מבוססי SMA מגלים במקרים רבים שהם יכולים לדלג על שלב צבע היסוד (פריימר) ולחסוך על יד כך גם זמן וגם כסף בייצור מוצר מוגמר. תכונה זו אטרקטיבית במיוחד ליצרנים שמספקים מוצרים המיועדים לצביעה, מטאליזציה, דקורציה בתוך התבנית (In-Mold), דקורציה בתבנית של חלקי פנים לרכב או יישום תעשייתי דומה שמחייב שלב נוסף של גימור אסטתי ברמה גבוהה.

שיפור קומפטביליות המטריצה

תוספי ה-SMA מאפשרים גם קומפטביליות גבוהה של PMMA או ABS במערכות מרובות מרכיבים. יכולת ההשתלבות הרחבה וטווח הפולריות הניתן להתאמה מאפשר ל-SMA לצמצם הפרדת פאזות ולשפר את הקישור בין שרפי הבסיס לסיבי זכוכית או סיבים טבעיים, לחלקיקי גומי, פוליאוריתאנים טרמופלסטיים, אלסטומרים טרמופלסטיים וולקניזטים ופולימרים שלרוב אינם ניתנים לערבוב עם PMMA ו-ABS כגון ניילון.

אפשרויות מינון ויישומים

קיימים סוגים שונים של SMA Xiran® המקנים גמישות בשילובם עם שרפים שונים. סוגים ייעודיים להזרקה או שיחול זמינים בתצורה גרנולרית. לצידם קיימת גם גרסה נוזלית של SMA ליישומים כגון ציפוי של סיבים. אחוזי השימוש הנפוצים נעים בין 20-40% SMA עם רמה מקסימלית של 60% ביישומים מסויימים.

ניתן לייצר תרכובות SMA במרבית הציוד הקונבנציונלי שמאפשר בקרת טמפרטורות טובה. ניתן לשלב תוספים אחרים, מלאנים או צבעים בערבוב יבש בתחילת התהליך, או באמצעות מינון מהצד או מלמעלה במהלך ייצור התרכובת. יישומים אופיינים המשלבים תוספי SMA בענף הרכב כוללים פאנל מכשירים, כונסי אוויר וחלקים בהם נדרש דיוק מירבי כמו מסגרות לרמקולים.

תוספי SMA משמשים גם באריזות מזון, חלקי אינסטלציה מצופים כרום, חלקים לענפי הבניין, האלקטרוניקה, מכשירי חשמל וגופי תאורה. ה-SMA גם משתלב היטב בכלכלה המעגלית שענף הפלסטיק כל כך מעוניין לקדם, בכך שהוא משמר את תכונותיו הייחודיות גם במוצר המוגמר, ומאפשר מיחזור מלא ללא פגיעה בתכונות.

על POLYSCOPE

POLYSCOPE ההולנדית החלה לפעול בתחום ב-2006 ומאז התבססה כמובילה העולמית בתוספי SMA במשקל מולקולרי גבוה (HMW). ב-2011 החברה החלה לפעול גם בתחום הפולימרים הייחודיים המבוססים על SMA במשקל מולקולרי נמוך (LMW) – חומרי ביניים המיועדים לשיפור תהליכים בתעשיות האלקטרוניקה, הבניין, הדיו והציפויים, הנייר והדבקים.

ב-2019 השלימה החברה מהלך של מיזוג תחום ה-SMA במשקל מולקולרי נמוך של חברת Cray Valley ו-Total. מהלך זה מאפשר לחברה להוביל גם את תחום חומרי הביניים לייצור דיו וציפויים וחומרי photoresist למעגלים מודפסים (PCB) ולמינטים מצופי נחושת (copper clad laminates CCL).

למידע נוסף:

סורפול, הנציגים של חברת Polyscope בישראל

עפר שורק, [email protected]

אפרת קטן, [email protected]