Вести

Вовед во полиолефини и екструзија на филм

Полиолефините, класа на макромолекуларни материјали синтетизирани од олефински мономери како што се етилен и пропилен, се најшироко произведените и користените пластики во светот. Нивната распространетост произлегува од исклучителна комбинација на својства, вклучувајќи ниска цена, одлична обработливост, извонредна хемиска стабилност и физички карактеристики што можат да се прилагодат. Меѓу разновидните примени на полиолефините, филмските производи имаат огромно место, извршувајќи критични функции во пакувањето храна, земјоделските прекривки, индустриското пакување, медицинските и хигиенските производи и секојдневните потрошувачки стоки. Најчестите полиолефински смоли што се користат за производство на филм вклучуваат полиетилен (PE) - кој ги опфаќа линеарниот полиетилен со ниска густина (LLDPE), полиетилен со ниска густина (LDPE) и полиетилен со висока густина (HDPE) - и полипропилен (PP).

Производството на полиолефински фолии првенствено се потпира на технологијата на екструзија, при што екструзијата со дуван филм и екструзијата со леан филм се двата основни процеси.

1. Процес на екструзија на дувана фолија

Екструзијата со дуван филм е еден од најраспространетите методи за производство на полиолефински филмови. Основниот принцип вклучува екструдирање на стопен полимер вертикално нагоре низ прстенеста матрица, формирајќи тенкоѕидна цевчеста фолија. Последователно, компримиран воздух се внесува во внатрешноста на оваа фолија, предизвикувајќи таа да се надува во меур со дијаметар значително поголем од оној на матрицата. Како што меурот се искачува, тој се лади и зацврстува со надворешен воздушен прстен. Изладениот меур потоа се собира со сет ролери за заби (често преку рамка што се собира или А-рамка) и последователно се влече со влечни ролери пред да се намота на ролна. Процесот на дуван филм обично дава филмови со биаксијална ориентација, што значи дека тие покажуваат добра рамнотежа на механички својства и во насоката на машината (MD) и во попречната насока (TD), како што се цврстина на истегнување, отпорност на кинење и цврстина на удар. Дебелината на филмот и механичките својства може да се контролираат со прилагодување на односот на дување (BUR - однос на дијаметарот на меурот кон дијаметарот на матрицата) и односот на влечење надолу (DDR - однос на брзината на вшмукување кон брзината на екструдирање).

2. Процес на екструзија на леан филм

Екструдирањето на леан филм е уште еден витален процес на производство на полиолефински филмови, особено погоден за производство на филмови кои бараат супериорни оптички својства (на пр., висока јасност, висок сјај) и одлична униформност на дебелината. Во овој процес, стопениот полимер се екструдира хоризонтално низ рамна Т-калапа од типот на процеп, формирајќи униформна стопена мрежа. Оваа мрежа потоа брзо се влече на површината на една или повеќе брзо ладени ролни за ладење. Стопената маса брзо се стврднува при контакт со површината на ладната ролна. Леаните филмови генерално поседуваат одлични оптички својства, меко чувство и добра термичка запечатување. Прецизната контрола врз отворот на усната на калапот, температурата на ролната за ладење и брзината на ротација овозможува прецизно регулирање на дебелината на филмот и квалитетот на површината.

6 најголеми предизвици за екструзија на полиолефински филмови

И покрај зрелоста на технологијата за екструдирање, производителите често се соочуваат со низа тешкотии во преработката во практичното производство на полиолефински филмови, особено кога се стремат кон висок капацитет, ефикасност, потенки калибри и кога користат нови високо-перформансни смоли. Овие проблеми не само што влијаат на стабилноста на производството, туку директно влијаат и на квалитетот и цената на финалниот производ. Клучните предизвици вклучуваат:

1. Фрактура на топење (Sharkskin): Ова е еден од најчестите дефекти при екструзија на полиолефински филм. Макроскопски, се манифестира како периодични попречни бранувања или неправилно груба површина на филмот, или во потешки случаи, поизразени дисторзии. Фрактура на топење првенствено се јавува кога брзината на смолкнување на полимерниот стопен материјал што излегува од калапот надминува критична вредност, што доведува до осцилации на лепење-лизгање помеѓу ѕидот на калапот и стопената маса, или кога истегнувачкиот стрес на излезот од калапот ја надминува цврстината на топењето. Овој дефект сериозно ги нарушува оптичките својства на филмот (јасност, сјај), мазноста на површината, а може да ги деградира и неговите механички и бариерни својства.

2. Лигавост/натрупување на калапот: Ова се однесува на постепеното акумулирање на производи за деградација на полимер, фракции со ниска молекуларна тежина, слабо дисперзирани адитиви (на пр., пигменти, антистатички агенси, средства за лизгање) или гелови од смолата на рабовите на рабовите на калапот или во шуплината на калапот. Овие наслаги можат да се одвојат за време на производството, контаминирајќи ја површината на филмот и предизвикувајќи дефекти како што се гелови, ленти или гребнатини, со што влијаат на изгледот и квалитетот на производот. Во тешки случаи, натрупувањето на калапот може да го блокира излезот на калапот, што доведува до варијации на калибрацијата, кинење на филмот и на крајот принудувајќи ги производствените линии да се затворат за чистење на калапот, што резултира со значителни загуби во ефикасноста на производството и отпад од суровини.

3. Висок притисок и флуктуација на екструзија: Под одредени услови, особено при обработка на високовискозни смоли или користење на помали отвори на калапот, притисокот во системот за екструзија (особено на главата и калапот на екструдерот) може да стане претерано висок. Високиот притисок не само што ја зголемува потрошувачката на енергија, туку претставува и ризик за долговечноста на опремата (на пр., завртка, цевка, калап) и безбедноста. Понатаму, нестабилните флуктуации на притисокот на екструзија директно предизвикуваат варијации во излезот на топење, што доведува до нерамномерна дебелина на филмот.

4. Ограничен проток: За да се спречат или ублажат проблеми како што се кршење на топењето и наталожување на калапот, производителите честопати се принудени да ја намалат брзината на завртката на екструдерот, со што се ограничува производството на производствената линија. Ова директно влијае на ефикасноста на производството и трошоците за производство по единица производ, што го отежнува задоволувањето на побарувачката на пазарот за филмови со голем обем и ниска цена.

5. Тешкотии во контролата на мерачот: Нестабилноста во протокот на топење, нерамномерната распределба на температурата низ калапот и натрупувањето на калапот можат да придонесат за варијации во дебелината на филмот, и попречно и надолжно. Ова влијае на последователните перформанси на обработката на филмот и карактеристиките на крајната употреба.

6. Тешка промена на смола: При префрлување помеѓу различни типови или степени на полиолефински смоли или при промена на бојата на мастербеч, преостанатиот материјал од претходната серија често е тешко целосно да се отстрани од екструдерот и калапот. Ова води до мешање на стари и нови материјали, генерирање на преоден материјал, продолжување на времето на промена и зголемување на стапките на отпад.

Овие вообичаени предизвици во преработката ги ограничуваат напорите на производителите на полиолефински филмови да го подобрат квалитетот на производот и ефикасноста на производството, а исто така претставуваат пречки за усвојување на нови материјали и напредни техники на преработка. Затоа, барањето ефикасни решенија за надминување на овие предизвици е клучно за одржлив и здрав развој на целата индустрија за екструдирање на полиолефински филмови.

Решенија за процес на екструзија на полиолефински филм: Помошни средства за обработка на полимери (PPAs)

Помошните средства за обработка на полимери (PPAs) се функционални адитиви чија основна вредност лежи во подобрувањето на реолошкото однесување на полимерните стопи за време на екструдирањето и модифицирањето на нивната интеракција со површините на опремата, со што се надминуваат низа тешкотии во обработката и се подобрува ефикасноста на производството и квалитетот на производот.

1. ЗПП базирани на флуорополимер

Хемиска структура и карактеристики: Ова се моментално најшироко користената, технолошки зрела и докажано ефикасна класа на PPA. Тие се типично хомополимери или кополимери базирани на флуороолефински мономери како што се винилиден флуорид (VDF), хексафлуоропропилен (HFP) и тетрафлуороетилен (TFE), при што флуороеластомерите се најрепрезентативни. Молекуларните ланци на овие PPA се богати со CF врски со висока енергија на врската и ниска поларност, кои даваат уникатни физичко-хемиски својства: екстремно ниска површинска енергија (слична на политетрафлуороетилен/Teflon®), одлична термичка стабилност и хемиска инертност. Критично е што флуорополимерните PPA генерално покажуваат слаба компатибилност со неполарни полиолефински матрици (како PE, PP). Оваа некомпатибилност е клучен предуслов за нивна ефикасна миграција кон металните површини на калапот, каде што формираат динамичен подмачкувачки слој.

Репрезентативни производи: Водечките брендови на глобалниот пазар за флуорополимерни PPA вклучуваат серијата Viton™ FreeFlow™ на Chemours и серијата Dynamar™ на 3M, кои поседуваат значителен пазарен удел. Дополнително, одредени видови флуорополимери од Arkema (серија Kynar®) и Solvay (Tecnoflon®) исто така се користат како или се клучни компоненти во формулациите на PPA.

2. Помошни средства за обработка на база на силикон (PPA)

Хемиска структура и карактеристики: Примарните активни компоненти во оваа класа на PPA се полисилоксани, најчесто наречени силикони. Полисилоксанскиот ‘рбет се состои од наизменични атоми на силициум и кислород (-Si-O-), со органски групи (обично метил) прикачени на атомите на силициум. Оваа единствена молекуларна структура им дава на силиконските материјали многу низок површински напон, одлична термичка стабилност, добра флексибилност и неадепливи својства кон многу супстанции. Слично на флуорополимерните PPA, PPA-ите на база на силикон функционираат така што мигрираат на металните површини на опремата за обработка за да формираат слој за подмачкување.

Карактеристики на примената: Иако флуорополимерните PPA доминираат во секторот за екструзија на полиолефински филмови, PPA-ите на база на силикон можат да покажат уникатни предности или да создадат синергистички ефекти кога се користат во специфични сценарија на примена или во комбинација со одредени системи од смоли. На пример, тие може да се земат предвид за апликации што бараат екстремно ниски коефициенти на триење или каде што се посакуваат специфични површински карактеристики за финалниот производ.

Се соочувате со забрани за флуорополимери или предизвици во снабдувањето со тефлонски тефлонски материјал?

Решете ги предизвиците со екструзија на полиолефински филмови со PPA решенија без PFAS-Полимерни додатоци без флуор од SILIKE

SILIKE има проактивен пристап со своите производи од серијата SILIMER, нудејќи иновативниПомошни средства за обработка на полимери без PFAS (PPAs)). Оваа сеопфатна линија на производи содржи 100% чисти PPA без PFAS,адитиви за полимер PPA без флуор, иPPA мастербеч без PFAS и без флуор.Оделиминирање на потребата од додатоци на флуор, овие помагала за обработка значително го подобруваат процесот на производство за LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP и разни процеси на екструдирање на полиолефински филмови. Тие се усогласуваат со најновите еколошки прописи, а воедно ја зголемуваат ефикасноста на производството, го минимизираат застојот и го подобруваат целокупниот квалитет на производот. PPA без PFAS на SILIKE носат придобивки за финалниот производ, вклучувајќи ја елиминацијата на фрактура на топење (кожа од ајкула), подобрена мазност и супериорен квалитет на површината.

Доколку се борите со влијанието на забраните за флуорополимери или недостатокот на PTFE во вашите процеси на екструдирање на полимери, SILIKE нуди...алтернативи на флуорополимерни PPA/PTFE, Адитиви без PFAS за производство на филмовикои се прилагодени на вашите потреби, без потреба од промени во процесот.