Ziņas

Ievads poliolefīnos un plēves ekstrūzijā

Poliolefīni, makromolekulāru materiālu klase, kas sintezēta no olefīnu monomēriem, piemēram, etilēna un propilēna, ir visplašāk ražotās un izmantotās plastmasas pasaulē. To izplatība izriet no izcilas īpašību kombinācijas, tostarp zemām izmaksām, lieliskas apstrādājamības, izcilas ķīmiskās stabilitātes un pielāgojamām fizikālajām īpašībām. Starp daudzveidīgajiem poliolefīnu pielietojumiem plēvju izstrādājumi ieņem galveno vietu, pildot kritiskas funkcijas pārtikas iepakojumā, lauksaimniecības pārklājumos, rūpnieciskajā iepakojumā, medicīnas un higiēnas precēs un ikdienas patēriņa precēs. Visbiežāk plēvju ražošanā izmantotie poliolefīna sveķi ir polietilēns (PE), kas ietver lineāru zema blīvuma polietilēnu (LLDPE), zema blīvuma polietilēnu (LDPE) un augsta blīvuma polietilēnu (HDPE), un polipropilēns (PP).

Poliolefīna plēvju ražošana galvenokārt balstās uz ekstrūzijas tehnoloģiju, un divi galvenie procesi ir pūšanas plēves ekstrūzija un liešanas plēves ekstrūzija.

1. Pūšanas plēves ekstrūzijas process

Pūšanas plēves ekstrūzija ir viena no visizplatītākajām poliolefīna plēvju ražošanas metodēm. Pamatprincips ietver izkausēta polimēra ekstrudēšanu vertikāli uz augšu caur gredzenveida matricu, veidojot plānsienu cauruļveida sagatavi. Pēc tam šīs sagataves iekšpusē tiek ievadīts saspiests gaiss, izraisot tā piepūšanos burbulī, kura diametrs ir ievērojami lielāks nekā matricas diametrs. Burbulim paceļoties augšup, to piespiedu kārtā atdzesē un sacietē ar ārēju gaisa gredzenu. Atdzesēto burbuli pēc tam saspiež ar saspiešanas veltņu komplektu (bieži vien izmantojot sabrukšanas rāmi vai A-veida rāmi) un pēc tam velk ar vilces veltņiem, pirms tas tiek uztīts uz ruļļa. Pūšanas plēves process parasti iegūst plēves ar divvirzienu orientāciju, kas nozīmē, ka tām ir labs mehānisko īpašību līdzsvars gan mašīnas virzienā (MD), gan šķērsvirzienā (TD), piemēram, stiepes izturība, plīsuma izturība un triecienizturība. Plēves biezumu un mehāniskās īpašības var kontrolēt, pielāgojot piepūšanas koeficientu (BUR – burbuļa diametra attiecība pret matricas diametru) un novilkšanas koeficientu (DDR – uzņemšanas ātruma attiecība pret ekstrūzijas ātrumu).

2. Lietās plēves ekstrūzijas process

Lietās plēves ekstrūzija ir vēl viens svarīgs poliolefīna plēvju ražošanas process, kas īpaši piemērots tādu plēvju ražošanai, kurām nepieciešamas izcilas optiskās īpašības (piemēram, augsta dzidrība, augsts spīdums) un lieliska biezuma vienmērība. Šajā procesā izkausētais polimērs tiek ekstrudēts horizontāli caur plakanu, spraugu tipa T veida matricu, veidojot vienmērīgu izkausētu tīmekli. Pēc tam šo tīmekli ātri uzvelk uz viena vai vairāku ātrgaitas, iekšēji atdzesētu dzesēšanas veltņu virsmas. Kausējums ātri sacietē, saskaroties ar aukstā veltņa virsmu. Lietās plēvēm parasti piemīt izcilas optiskās īpašības, mīksts tausts un laba termiskā blīvēšana. Precīza matricas lūpu spraugas, dzesēšanas veltņa temperatūras un rotācijas ātruma kontrole ļauj precīzi regulēt plēves biezumu un virsmas kvalitāti.

6 galvenās poliolefīna plēves ekstrūzijas problēmas

Neskatoties uz ekstrūzijas tehnoloģijas briedumu, ražotāji poliolefīna plēvju praktiskajā ražošanā bieži saskaras ar virkni apstrādes grūtību, īpaši tiecoties pēc augstas ražošanas jaudas, efektivitātes, plānākiem biezumiem un izmantojot jaunus augstas veiktspējas sveķus. Šīs problēmas ne tikai ietekmē ražošanas stabilitāti, bet arī tieši ietekmē gala produkta kvalitāti un izmaksas. Galvenās problēmas ir šādas:

1. Kušanas plaisa (haizivs ādas plaisa): Šis ir viens no visbiežāk sastopamajiem poliolefīna plēves ekstrūzijas defektiem. Makroskopiski tas izpaužas kā periodiskas šķērsvirziena viļņošanās vai nevienmērīgi raupja virsma uz plēves, vai smagos gadījumos izteiktākas deformācijas. Kušanas plaisa galvenokārt rodas, ja polimēra kausējuma bīdes ātrums, izejot no presformas, pārsniedz kritisko vērtību, izraisot lipīgas slīdes svārstības starp presformas sienu un kopējo kausējumu, vai ja stiepes spriegums presformas izejā pārsniedz kausējuma stiprību. Šis defekts nopietni pasliktina plēves optiskās īpašības (dzidrumu, spīdumu), virsmas gludumu un var arī pasliktināt tās mehāniskās un barjeras īpašības.

2. Veidnes siekalošanās/veidojuma uzkrāšanās: Tas attiecas uz pakāpenisku polimēru noārdīšanās produktu, zemas molekulmasas frakciju, slikti izkliedētu piedevu (piemēram, pigmentu, antistatisku līdzekļu, slīdēšanas līdzekļu) vai želeju uzkrāšanos no sveķiem veidnes malās vai veidnes dobumā. Šie nogulsnes var atdalīties ražošanas laikā, piesārņojot plēves virsmu un izraisot defektus, piemēram, želejas, svītras vai skrāpējumus, tādējādi ietekmējot produkta izskatu un kvalitāti. Smagos gadījumos veidnes uzkrāšanās var bloķēt veidnes izeju, izraisot izmēra variācijas, plēves plīsumus un galu galā piespiežot ražošanas līnijas apturēšanu veidņu tīrīšanai, kā rezultātā rodas ievērojami ražošanas efektivitātes zudumi un izejvielu izšķērdēšana.

3. Augsts ekstrūzijas spiediens un svārstības: Noteiktos apstākļos, īpaši apstrādājot augstas viskozitātes sveķus vai izmantojot mazākas spraugas starp presformām, spiediens ekstrūzijas sistēmā (īpaši pie ekstrūdera galvas un presformas) var kļūt pārmērīgi augsts. Augsts spiediens ne tikai palielina enerģijas patēriņu, bet arī rada risku iekārtu (piemēram, skrūves, mucas, presformas) ilgmūžībai un drošībai. Turklāt nestabilas ekstrūzijas spiediena svārstības tieši izraisa kausējuma izlaides variācijas, kā rezultātā rodas nevienmērīgs plēves biezums.

4. Ierobežota caurlaidspēja: Lai novērstu vai mazinātu tādas problēmas kā kausējuma plaisas un presformas uzkrāšanās, ražotāji bieži vien ir spiesti samazināt ekstrūdera skrūves ātrumu, tādējādi ierobežojot ražošanas līnijas ražību. Tas tieši ietekmē ražošanas efektivitāti un ražošanas izmaksas uz vienu produkta vienību, apgrūtinot tirgus pieprasījuma apmierināšanu pēc liela mēroga, lētām plēvēm.

5. Grūtības kontrolēt mērierīci: kausējuma plūsmas nestabilitāte, nevienmērīgs temperatūras sadalījums visā veidnē un veidnes uzkrāšanās var veicināt plēves biezuma svārstības gan šķērsvirzienā, gan garenvirzienā. Tas ietekmē plēves turpmāko apstrādes veiktspēju un galalietotāja īpašības.

6. Sarežģīta sveķu nomaiņa: Pārslēdzoties starp dažādiem poliolefīna sveķu veidiem vai kategorijām vai mainot krāsu pamatpartijas, iepriekšējās partijas atlikumu materiālu bieži vien ir grūti pilnībā izvadīt no ekstrūdera un matricas. Tas noved pie veco un jauno materiālu sajaukšanās, pārejas materiāla veidošanās, pārejas laika pagarināšanās un brāķu daudzuma palielināšanās.

Šīs kopīgās apstrādes problēmas ierobežo poliolefīna plēvju ražotāju centienus uzlabot produktu kvalitāti un ražošanas efektivitāti, kā arī rada šķēršļus jaunu materiālu un progresīvu apstrādes metožu ieviešanai. Tāpēc efektīvu risinājumu meklēšana šo problēmu pārvarēšanai ir ļoti svarīga visas poliolefīna plēvju ekstrūzijas nozares ilgtspējīgai un veselīgai attīstībai.

Poliolefīna plēves ekstrūzijas procesa risinājumi: polimēru apstrādes palīglīdzekļi (PPA)

Polimēru apstrādes palīglīdzekļi (PPA) ir funkcionālas piedevas, kuru galvenā vērtība ir polimēru kausējumu reoloģiskās uzvedības uzlabošana ekstrūzijas laikā un to mijiedarbības ar iekārtu virsmām modificēšana, tādējādi pārvarot virkni apstrādes grūtību un uzlabojot ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti.

1. Fluorpolimēru bāzes PPA

Ķīmiskā struktūra un īpašības: pašlaik šī ir visplašāk izmantotā, tehnoloģiski nobriedušākā un pierādāmi efektīvā PPA klase. Tie parasti ir homopolimēri vai kopolimēri, kuru pamatā ir fluorolefīnu monomēri, piemēram, vinilidēnfluorīds (VDF), heksafluorpropilēns (HFP) un tetrafluoretilēns (TFE), un fluorelastomēri ir visraksturīgākie. Šo PPA molekulārās ķēdes ir bagātas ar augstas saites enerģijas, zemas polaritātes CF saitēm, kas piešķir unikālas fizikāli ķīmiskās īpašības: ārkārtīgi zemu virsmas enerģiju (līdzīgi kā politetrafluoretilēnam/Teflon®), lielisku termisko stabilitāti un ķīmisko inerci. Kritiski svarīgi ir tas, ka fluorpolimēru PPA parasti ir slikta saderība ar nepolārām poliolefīnu matricām (piemēram, PE, PP). Šī nesaderība ir galvenais priekšnoteikums to efektīvai migrācijai uz matricas metāla virsmām, kur tie veido dinamisku eļļošanas pārklājumu.

Reprezentatīvie produkti: Vadošie zīmoli globālajā fluorpolimēru PPA tirgū ietver Chemours Viton™ FreeFlow™ sēriju un 3M Dynamar™ sēriju, kas ieņem ievērojamu tirgus daļu. Turklāt kā PPA formulu galvenās sastāvdaļas vai to sastāvdaļas ir noteiktas fluorpolimēru markas no Arkema (Kynar® sērija) un Solvay (Tecnoflon®).

2. Silikona bāzes pārstrādes palīglīdzekļi (PPA)

Ķīmiskā struktūra un īpašības: Šīs PPA klases galvenās aktīvās sastāvdaļas ir polisiloksāni, ko parasti dēvē par silikoniem. Polisiloksāna pamatķēde sastāv no pārmaiņus izvietotiem silīcija un skābekļa atomiem (-Si-O-), un pie silīcija atomiem ir piestiprinātas organiskas grupas (parasti metilgrupas). Šī unikālā molekulārā struktūra piešķir silikona materiāliem ļoti zemu virsmas spraigumu, izcilu termisko stabilitāti, labu elastību un nelīpošas īpašības pret daudzām vielām. Līdzīgi kā fluorpolimēru PPA, arī uz silikona bāzes veidotie PPA darbojas, migrējot uz apstrādes iekārtu metāla virsmām, veidojot eļļošanas slāni.

Pielietojuma iespējas: Lai gan fluorpolimēru PPA dominē poliolefīna plēvju ekstrūzijas nozarē, uz silikona bāzes veidotiem PPA var būt unikālas priekšrocības vai sinerģiski efekti, ja tos izmanto īpašos pielietojuma scenārijos vai kopā ar noteiktām sveķu sistēmām. Piemēram, tos varētu apsvērt pielietojumos, kuros nepieciešami ārkārtīgi zemi berzes koeficienti vai kuros gala produktam ir vēlamas specifiskas virsmas īpašības.

Vai saskaraties ar fluorpolimēru aizliegumiem vai PTFE piegādes problēmām?

Atrisiniet poliolefīna plēves ekstrūzijas problēmas ar PPA risinājumiem bez PFAS-SILIKE fluoru nesaturošas polimēru piedevas

SILIKE īsteno proaktīvu pieeju ar saviem SILIMER sērijas produktiem, piedāvājot inovatīvusPFAS nesaturoši polimēru pārstrādes palīglīdzekļi (PPA)). Šajā visaptverošajā produktu līnijā ir 100 % tīri PPA bez PFAS,bez fluora PPA polimēru piedevas, unPPA pamatmaisījumi bez PFAS un fluora.Autorsnovēršot nepieciešamību pēc fluora piedevāmŠie pārstrādes palīglīdzekļi ievērojami uzlabo LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP un dažādu poliolefīna plēvju ekstrūzijas procesu ražošanas procesu. Tie atbilst jaunākajiem vides noteikumiem, vienlaikus palielinot ražošanas efektivitāti, samazinot dīkstāves laiku un uzlabojot kopējo produkta kvalitāti. SILIKE PFAS nesaturošie PPA sniedz priekšrocības galaproduktam, tostarp novērš kausējuma lūzumus (haizivs ādas veidošanos), uzlabo gludumu un izcilu virsmas kvalitāti.

Ja Jums ir grūtības ar fluorpolimēru aizliegumu vai PTFE trūkuma ietekmi polimēru ekstrūzijas procesos, SILIKE piedāvāfluorpolimēru PPA/PTFE alternatīvas, PFAS nesaturošas piedevas plēvju ražošanaikas ir pielāgoti jūsu vajadzībām, bez nepieciešamības veikt nekādas izmaiņas procesos.