Naujienos

Įvadas į poliolefinus ir plėvelių ekstruziją

Poliolefinai – tai iš olefinų monomerų, tokių kaip etilenas ir propilenas, sintetinama makromolekulinių medžiagų klasė. Tai yra plačiausiai pasaulyje gaminami ir naudojami plastikai. Jų paplitimas kyla dėl išskirtinio savybių derinio, įskaitant mažą kainą, puikų apdorojimą, išskirtinį cheminį stabilumą ir pritaikomas fizines savybes. Tarp įvairių poliolefinų panaudojimo sričių plėvelių gaminiai užima svarbiausią vietą, atlikdami svarbiausias funkcijas maisto pakuotėse, žemės ūkio dangose, pramoninėse pakuotėse, medicinos ir higienos gaminiuose bei kasdienio vartojimo prekėse. Dažniausiai plėvelių gamyboje naudojamos poliolefino dervos yra polietilenas (PE), apimantis linijinį mažo tankio polietileną (LLDPE), mažo tankio polietileną (LDPE) ir didelio tankio polietileną (HDPE), ir polipropilenas (PP).

Poliolefino plėvelių gamyba daugiausia remiasi ekstruzijos technologija, o du pagrindiniai procesai yra pūtimo plėvelės ekstruzija ir liejimo plėvelės ekstruzija.

1. Pūtimo plėvelės ekstruzijos procesas

Plėvelės pūtimo ekstruzija yra vienas iš labiausiai paplitusių poliolefino plėvelių gamybos būdų. Pagrindinis principas apima išlydyto polimero išstūmimą vertikaliai aukštyn per žiedinį štampo formos elementą, suformuojant plonasienį vamzdinį ruošinį. Vėliau į šio ruošinio vidų įleidžiamas suslėgtas oras, dėl kurio jis išsipučia į burbulą, kurio skersmuo yra žymiai didesnis nei štampo. Burbului kylant, jis priverstinai aušinamas ir sukietėja išoriniu oro žiedu. Atvėsintas burbulas tada suspaudžiamas spaudžiamųjų volelių rinkiniu (dažnai per sulankstomą rėmą arba A formos rėmą), o vėliau tempiamas traukos voleliais, prieš suvyniojant ant ritinėlio. Plėvelės pūtimo procesas paprastai sukuria dviašės orientacijos plėveles, o tai reiškia, kad jos pasižymi geru mechaninių savybių balansu tiek mašinos kryptimi (MD), tiek skersine kryptimi (TD), pavyzdžiui, tempimo stiprumu, atsparumu plyšimui ir smūgiams. Plėvelės storį ir mechanines savybes galima kontroliuoti reguliuojant išpūtimo santykį (BUR – burbulo skersmens ir štampo skersmens santykis) ir ištraukimo santykį (DDR – paėmimo greičio ir ekstruzijos greičio santykis).

2. Lietos plėvelės ekstruzijos procesas

Lietos plėvelės ekstruzija yra dar vienas svarbus poliolefino plėvelių gamybos procesas, ypač tinkantis gaminti plėveles, kurioms reikalingos puikios optinės savybės (pvz., didelis skaidrumas, blizgumas) ir puikus storio vienodumas. Šio proceso metu išlydytas polimeras horizontaliai ekstruzuojamas per plokščią, plyšinę T formos matricą, suformuojant vienodą išlydytą tinklą. Tada šis tinklas greitai ištraukiamas ant vieno ar kelių didelio greičio, viduje aušinamų šaldymo volų paviršiaus. Lydytas audinys greitai sukietėja, kontaktuodamas su šalto volo paviršiumi. Lietos plėvelės paprastai pasižymi puikiomis optinėmis savybėmis, minkštu pojūčiu ir geru karščio sandarumu. Tikslus štampo tarpo, šaldymo volo temperatūros ir sukimosi greičio valdymas leidžia tiksliai reguliuoti plėvelės storį ir paviršiaus kokybę.

6 didžiausi poliolefino plėvelės ekstruzijos iššūkiai

Nepaisant ekstruzijos technologijos brandos, gamintojai dažnai susiduria su daugybe apdorojimo sunkumų praktiškai gamindami poliolefino plėveles, ypač siekdami didelio našumo, efektyvumo, plonesnių storių ir naudodami naujas didelio našumo dervas. Šios problemos turi įtakos ne tik gamybos stabilumui, bet ir tiesiogiai veikia galutinio produkto kokybę bei kainą. Pagrindiniai iššūkiai:

1. Lydymosi įtrūkimas (ryklio odos): Tai vienas iš labiausiai paplitusių poliolefino plėvelės ekstruzijos defektų. Makroskopiškai jis pasireiškia periodiniais skersiniais raibuliais arba netolygiai šiurkščiu plėvelės paviršiumi, o sunkiais atvejais – ryškesniais iškraipymais. Lydymosi įtrūkimas pirmiausia įvyksta, kai iš matricos išeinančio polimero lydalo šlyties greitis viršija kritinę vertę, sukeldamas lipnios slydimo svyravimus tarp matricos sienelės ir bendro lydalo, arba kai tempimo įtempis matricos išėjime viršija lydalo stiprumą. Šis defektas smarkiai pablogina plėvelės optines savybes (skaidrumą, blizgesį), paviršiaus lygumą ir gali sumažinti jos mechanines bei barjerines savybes.

2. Štampo seilėtekis / štampo sankaupos: tai reiškia laipsnišką polimerų degradacijos produktų, mažos molekulinės masės frakcijų, blogai disperguotų priedų (pvz., pigmentų, antistatinių medžiagų, slydimo medžiagų) arba gelių kaupimąsi iš dervos štampo kraštuose arba štampo ertmėje. Šios nuosėdos gamybos metu gali atsiskirti, užteršdamos plėvelės paviršių ir sukeldamos defektus, tokius kaip geliai, dryžiai ar įbrėžimai, taip paveikdamos gaminio išvaizdą ir kokybę. Sunkiais atvejais štampo sankaupos gali užblokuoti štampo išėjimą, dėl to gali skirtis storis, plėvelė gali plyšti ir galiausiai būti priverstos sustabdyti gamybos liniją štampo valymui, o tai lemia didelius gamybos efektyvumo nuostolius ir žaliavų švaistymą.

3. Didelis ekstruzijos slėgis ir jo svyravimai: tam tikromis sąlygomis, ypač apdorojant didelio klampumo dervas arba naudojant mažesnius tarpus tarp matricų, slėgis ekstruzijos sistemoje (ypač ekstruderio galvutėje ir matricoje) gali tapti pernelyg didelis. Didelis slėgis ne tik padidina energijos suvartojimą, bet ir kelia pavojų įrangos (pvz., sraigto, cilindro, matricos) ilgaamžiškumui ir saugai. Be to, nestabilūs ekstruzijos slėgio svyravimai tiesiogiai sukelia lydalo išeigos skirtumus, dėl kurių plėvelės storis nevienodas.

4. Ribotas našumas: Siekdami išvengti arba sušvelninti tokias problemas kaip lydalo įtrūkimai ir matricos apnašų kaupimasis, gamintojai dažnai yra priversti sumažinti ekstruderio sraigto greitį, taip apribodami gamybos linijos našumą. Tai tiesiogiai veikia gamybos efektyvumą ir gamybos sąnaudas vienam produkto vienetui, todėl sunku patenkinti rinkos poreikius didelio masto, pigioms plėvelėms.

5. Sunkumas kontroliuojant storį: Lydymosi nestabilumas, netolygus temperatūros pasiskirstymas formoje ir formoje susikaupę apnašos gali lemti plėvelės storio skirtumus tiek skersai, tiek išilgai. Tai turi įtakos vėlesniam plėvelės apdorojimo našumui ir galutinėms naudojimo savybėms.

6. Sudėtingas dervos keitimas: Keičiant skirtingų tipų ar rūšių poliolefino dervas arba keičiant spalvų pagrindinius mišinius, ankstesnio gamybos proceso likutinę medžiagą dažnai sunku visiškai pašalinti iš ekstruderio ir matricos. Dėl to susimaišo senos ir naujos medžiagos, susidaro pereinamoji medžiaga, pailgėja keitimo laikas ir padidėja atliekų kiekis.

Šie įprasti perdirbimo iššūkiai riboja poliolefino plėvelių gamintojų pastangas gerinti gaminių kokybę ir gamybos efektyvumą, taip pat trukdo diegti naujas medžiagas ir pažangius perdirbimo metodus. Todėl veiksmingų sprendimų šiems iššūkiams įveikti paieška yra labai svarbi siekiant tvaraus ir sveiko visos poliolefino plėvelių ekstruzijos pramonės vystymosi.

Poliolefino plėvelės ekstruzijos proceso sprendimai: polimerų apdorojimo pagalbinės medžiagos (PPA)

Polimerų apdorojimo pagalbinės medžiagos (PPA) yra funkciniai priedai, kurių pagrindinė vertė yra pagerinti polimerų lydalų reologines savybes ekstruzijos metu ir modifikuoti jų sąveiką su įrangos paviršiais, taip įveikiant įvairius apdorojimo sunkumus ir didinant gamybos efektyvumą bei produkto kokybę.

1. Fluoropolimerų pagrindu pagaminti PPA

Cheminė struktūra ir charakteristikos: Šiuo metu tai yra plačiausiai naudojama, technologiškai brandi ir demonstruojamai efektyvi PPA klasė. Paprastai tai yra homopolimerai arba kopolimerai, sudaryti iš fluorolefino monomerų, tokių kaip vinilidenfluoridas (VDF), heksafluorpropilenas (HFP) ir tetrafluoretilenas (TFE), o fluorelastomerai yra labiausiai paplitę. Šių PPA molekulinės grandinės yra gausios didelės jungčių energijos, mažo poliškumo CF jungčių, kurios suteikia unikalių fizikinių ir cheminių savybių: itin mažą paviršiaus energiją (panašią į politetrafluoretileną / Teflon®), puikų terminį stabilumą ir cheminį inertiškumą. Svarbiausia, kad fluoropolimero PPA paprastai pasižymi prastu suderinamumu su nepolinėmis poliolefino matricomis (pvz., PE, PP). Šis nesuderinamumas yra pagrindinė sąlyga, kad jie efektyviai migruotų į metalo kristalo paviršius, kur jie sudaro dinaminę tepimo dangą.

Tipiniai produktai: Pirmaujantys pasaulinėje fluoropolimerų PPA rinkoje prekių ženklai yra „Chemours“ „Viton™ FreeFlow™“ serija ir „3M“ „Dynamar™“ serija, kurios užima didelę rinkos dalį. Be to, tam tikros „Arkema“ („Kynar®“ serija) ir „Solvay“ („Tecnoflon®“) fluoropolimerų rūšys taip pat naudojamos kaip PPA formulių komponentai arba yra pagrindiniai jų komponentai.

2. Silikono pagrindu pagamintos perdirbimo pagalbinės medžiagos (PPA)

Cheminė struktūra ir charakteristikos: Pagrindiniai šios klasės PPA aktyvūs komponentai yra polisiloksanai, paprastai vadinami silikonais. Polisiloksano pagrindą sudaro pakaitomis išsidėstę silicio ir deguonies atomai (-Si-O-), o prie silicio atomų yra prijungtos organinės grupės (dažniausiai metilo). Ši unikali molekulinė struktūra suteikia silikoninėms medžiagoms labai mažą paviršiaus įtempimą, puikų terminį stabilumą, gerą lankstumą ir nelipnumą su daugeliu medžiagų. Panašiai kaip fluoropolimerų PPA, silikono pagrindu pagaminti PPA veikia migruodami į apdorojimo įrangos metalinius paviršius ir sudarydami tepimo sluoksnį.

Taikymo ypatybės: Nors fluoropolimerų PPA dominuoja poliolefino plėvelių ekstruzijos sektoriuje, silikono pagrindu pagaminti PPA gali turėti unikalių pranašumų arba sukurti sinergetinį poveikį, kai naudojami specifiniuose taikymo scenarijuose arba kartu su konkrečiomis dervų sistemomis. Pavyzdžiui, jie gali būti svarstomi tais atvejais, kai reikalingi itin maži trinties koeficientai arba kai galutiniam produktui pageidaujamos specifinės paviršiaus savybės.

Susiduriate su fluoropolimerų draudimais ar PTFE tiekimo iššūkiais?

Išspręskite poliolefino plėvelės ekstruzijos iššūkius naudodami PPA sprendimus be PFAS-SILIKE polimerų priedai be fluoro

„SILIKE“ taiko iniciatyvų požiūrį kurdama „SILIMER“ serijos gaminius, siūlydama novatoriškusPFAS neturinčios polimerų apdorojimo pagalbinės medžiagos (PPA)). Šioje išsamioje produktų linijoje yra 100 % grynų PPA be PFAS,be fluoro PPA polimerų priedaiirPPA pagrindiniai mišiniai be PFAS ir fluoro.Bypanaikinant fluoro priedų poreikįŠios apdorojimo priemonės žymiai pagerina LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP ir įvairių poliolefino plėvelių ekstruzijos procesų gamybos procesą. Jos atitinka naujausius aplinkosaugos reglamentus, kartu padidindamos gamybos efektyvumą, sumažindamos prastovas ir pagerindamos bendrą produkto kokybę. SILIKE PPA be PFAS suteikia naudos galutiniam produktui, įskaitant lydalo įtrūkimų (ryklio odos) pašalinimą, didesnį lygumą ir geresnę paviršiaus kokybę.

Jei susiduriate su fluoropolimerų draudimų arba PTFE trūkumo poveikiu polimerų ekstruzijos procesuose, SILIKE siūloFluoropolimerų PPA/PTFE alternatyvos, PFAS neturintys priedai plėvelių gamybaikurie yra pritaikyti jūsų poreikiams, nereikalaujant jokių procesų pakeitimų.