Вести

Увод у полиолефине и екструзију филмова

Полиолефини, класа макромолекуларних материјала синтетизованих из олефинских мономера као што су етилен и пропилен, су најшире произведене и коришћене пластике широм света. Њихова распрострањеност произилази из изузетне комбинације својстава, укључујући ниску цену, одличну обрадивост, изванредну хемијску стабилност и прилагодљиве физичке карактеристике. Међу разноврсним применама полиолефина, фолијски производи заузимају најважније место, служећи кључним функцијама у паковању хране, пољопривредним покривачима, индустријском паковању, медицинским и хигијенским производима и свакодневној потрошачкој роби. Најчешће полиолефинске смоле које се користе за производњу фолија укључују полиетилен (ПЕ) – који обухвата линеарни полиетилен ниске густине (ЛЛДПЕ), полиетилен ниске густине (ЛДПЕ) и полиетилен високе густине (ХДПЕ) – и полипропилен (ПП).

Производња полиолефинских фолија првенствено се ослања на технологију екструзије, при чему су два основна процеса екструзија дуваног филма и екструзија ливеног филма.

1. Процес екструзије дуваног филма

Екструзија филма дувањем једна је од најраспрострањенијих метода за производњу полиолефинских филмова. Основни принцип укључује екструдирање растопљеног полимера вертикално нагоре кроз прстенасти млаз, формирајући танкозидни цевасти образац. Након тога, компримовани ваздух се уводи у унутрашњост овог образца, узрокујући његово надувавање у мехур са пречником знатно већим од пречника матрице. Како се мехур пење, он се присилно хлади и стврдњава спољашњим ваздушним прстеном. Охлађени мехур се затим скупља помоћу сета стезних ваљака (често преко оквира за склапање или А-оквира) и потом вуче ваљцима за вучу пре него што се намота на ролну. Процес дувања филма обично даје филмове са двоосном оријентацијом, што значи да показују добар баланс механичких својстава и у машинском смеру (MD) и у попречном смеру (TD), као што су затезна чврстоћа, отпорност на кидање и ударна чврстоћа. Дебљина филма и механичка својства могу се контролисати подешавањем односа надувавања (BUR – однос пречника мехура и пречника матрице) и односа извлачења (DDR – однос брзине превлачења и брзине екструзије).

2. Процес екструзије ливене фолије

Екструзија ливених филмова је још један витални производни процес за полиолефинске филмове, посебно погодан за производњу филмова који захтевају супериорна оптичка својства (нпр. високу бистрину, висок сјај) и одличну уједначеност дебљине. У овом процесу, растопљени полимер се хоризонтално екструдира кроз равну Т-калуп са прорезима, формирајући уједначену растопљену мрежу. Ова мрежа се затим брзо наноси на површину једног или више брзих, интерно хлађених хладних ваљака. Растоп се брзо стврдњава при контакту са површином хладног ваљака. Ливени филмови генерално поседују одлична оптичка својства, мекан осећај и добру топлотну способност затварања. Прецизна контрола зазора између ивица матрице, температуре хладног ваљка и брзине ротације омогућава прецизну регулацију дебљине филма и квалитета површине.

6 највећих изазова екструзије полиолефинске фолије

Упркос зрелости технологије екструзије, произвођачи се често сусрећу са низом потешкоћа у процесу производње полиолефинских фолија, посебно када теже високом учинку, ефикасности, тањим дебљинама и када користе нове високоперформансне смоле. Ови проблеми не само да утичу на стабилност производње, већ директно утичу и на квалитет и трошкове коначног производа. Кључни изазови укључују:

1. Лом растопљеног материјала (ајкулина кожа): Ово је један од најчешћих дефеката у екструзији полиолефинског филма. Макроскопски се манифестује као периодични попречни таласи или неправилно храпава површина на филму, или у тежим случајевима, израженија изобличења. Лом растопљеног материјала се првенствено јавља када брзина смицања полимерног растопа који излази из матрице пређе критичну вредност, што доводи до осцилација типа „stick-slip“ између зида матрице и растопљеног материјала, или када напонски напон на излазу из матрице пређе чврстоћу растопљеног материјала. Овај дефект озбиљно угрожава оптичка својства филма (бистрину, сјај), глаткоћу површине, а може и да деградира његова механичка и баријерна својства.

2. Накупљање слине на матрици / Накупљање на матрици: Ово се односи на постепено накупљање производа разградње полимера, фракција мале молекулске тежине, слабо диспергованих адитива (нпр. пигмената, антистатика, клизних средстава) или гелова из смоле на ивицама усана матрице или унутар шупљине матрице. Ови налози се могу одвојити током производње, контаминирајући површину филма и узрокујући дефекте као што су гелови, пруге или огреботине, што утиче на изглед и квалитет производа. У тешким случајевима, накупљање на матрици може блокирати излаз из матрице, што доводи до варијација у дебљини, кидања филма и на крају доводи до заустављања производне линије ради чишћења матрице, што резултира значајним губицима у ефикасности производње и расипањем сировина.

3. Висок притисак екструзије и флуктуације: Под одређеним условима, посебно приликом обраде смола високог вискозитета или коришћења мањих размака између матрица, притисак унутар система за екструзију (посебно на глави екструдера и матрици) може постати претерано висок. Висок притисак не само да повећава потрошњу енергије, већ представља и ризик за дуговечност опреме (нпр. завртња, цеви, матрице) и безбедност. Штавише, нестабилне флуктуације притиска екструзије директно узрокују варијације у излазу растопљеног материјала, што доводи до неуједначене дебљине филма.

4. Ограничен проток: Да би спречили или ублажили проблеме попут ломљења растопљеног материјала и накупљања наслага на матрици, произвођачи су често приморани да смање брзину вијка екструдера, чиме ограничавају производну линију. Ово директно утиче на ефикасност производње и трошкове производње по јединици производа, што отежава задовољавање тржишне потражње за великоразмерним, јефтиним филмовима.

5. Тешкоће у контроли дебљине: Нестабилност у току растопа, неуједначена расподела температуре по матрици и накупљање наслага на матрици могу допринети варијацијама у дебљини филма, како попречно тако и уздужно. Ово утиче на накнадне перформансе обраде филма и карактеристике крајње употребе.

6. Тешка промена смоле: Приликом преласка између различитих врста или квалитета полиолефинских смола, или приликом промене мастербача боје, преостали материјал из претходног циклуса је често тешко потпуно уклонити из екструдера и матрице. То доводи до мешања старих и нових материјала, стварања прелазног материјала, продужења времена промене и повећања стопе отпада.

Ови уобичајени изазови у преради ограничавају напоре произвођача полиолефинских фолија да побољшају квалитет производа и ефикасност производње, а такође представљају препреке за усвајање нових материјала и напредних техника обраде. Стога је тражење ефикасних решења за превазилажење ових изазова кључно за одрживи и здрав развој целе индустрије екструзије полиолефинских фолија.

Решења за процес екструзије полиолефинске фолије: Помоћна средства за прераду полимера (PPA)

Помоћна средства за обраду полимера (ППА) су функционални адитиви чија је основна вредност у побољшању реолошког понашања полимерних растопа током екструзије и модификовању њихове интеракције са површинама опреме, чиме се превазилазе низ тешкоћа у обради и побољшава ефикасност производње и квалитет производа.

1. ППА на бази флуорополимера

Хемијска структура и карактеристике: Ово је тренутно најшире коришћена, технолошки зрела и доказано ефикасна класа ППА. Типично су хомополимери или кополимери засновани на флуороолефинским мономерима као што су винилиден флуорид (VDF), хексафлуоропропилен (HFP) и тетрафлуороетилен (TFE), при чему су флуороеластомери најрепрезентативнији. Молекуларни ланци ових ППА су богати CF везама високе енергије и ниске поларности, које им дају јединствена физичко-хемијска својства: изузетно ниску површинску енергију (слично политетрафлуоретилену/тефлону®), одличну термичку стабилност и хемијску инертност. Критично је да флуорополимерни ППА генерално показују лошу компатибилност са неполарним полиолефинским матрицама (као што су PE, PP). Ова некомпатибилност је кључни предуслов за њихову ефикасну миграцију на металне површине матрице, где формирају динамички премаз за подмазивање.

Репрезентативни производи: Водећи брендови на глобалном тржишту флуорополимерних ППА укључују серију Viton™ FreeFlow™ компаније Chemours и серију Dynamar™ компаније 3M, које заузимају значајан тржишни удео. Поред тога, одређене врсте флуорополимера компанија Arkema (серија Kynar®) и Solvay (Tecnoflon®) се такође користе као или су кључне компоненте у формулацијама ППА.

2. Помоћна средства за обраду на бази силикона (PPA)

Хемијска структура и карактеристике: Примарне активне компоненте у овој класи ППА су полисилоксани, који се обично називају силикони. Полисилоксанска основа се састоји од наизменичних атома силицијума и кисеоника (-Si-O-), са органским групама (типично метил) везаним за атоме силицијума. Ова јединствена молекуларна структура даје силиконским материјалима веома ниску површинску напетост, одличну термичку стабилност, добру флексибилност и неадхезивна својства према многим супстанцама. Слично флуорополимерним ППА, ППА на бази силикона функционишу тако што мигрирају на металне површине опреме за обраду и формирају слој за подмазивање.

Карактеристике примене: Иако флуорополимерни ППА доминирају сектором екструзије полиолефинских филмова, ППА на бази силикона могу показати јединствене предности или створити синергијске ефекте када се користе у специфичним сценаријима примене или у комбинацији са одређеним системима смола. На пример, могу се разматрати за примене које захтевају изузетно ниске коефицијенте трења или тамо где су потребне специфичне површинске карактеристике за финални производ.

Суочавате се са забранама флуорополимера или изазовима у снабдевању ПТФЕ-ом?

Решите изазове екструзије полиолефинског филма помоћу ППА решења без ПФАС-а-СИЛИКЕ-ови адитиви од полимера без флуора

SILIKE заузима проактиван приступ са својим производима серије SILIMER, нудећи иновативне...Помоћна средства за прераду полимера (PPA) без PFAS-а). Ова свеобухватна линија производа садржи 100% чисте ППА без ПФАС-а,ППА полимерни адитиви без флуораиPPA мастербачеви без PFAS и без флуора.Оделиминишући потребу за адитивима флуора, ова помоћна средства за обраду значајно побољшавају производни процес за LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP и разне процесе екструзије полиолефинских фолија. Она су у складу са најновијим прописима о заштити животне средине, а истовремено повећавају ефикасност производње, минимизирају време застоја и побољшавају укупни квалитет производа. SILIKE-ови PPA без PFAS доносе предности финалном производу, укључујући елиминацију лома растопљеног материјала (ајкулине коже), побољшану глаткоћу и врхунски квалитет површине.

Ако се борите са утицајем забрана флуорополимера или несташице ПТФЕ-а у вашим процесима екструзије полимера, СИЛИКЕ вам нуди...алтернативе флуорополимерима PPA/PTFE, Адитиви без ПФАС-а за производњу филмовакоји су прилагођени вашим потребама, без потребе за променама процеса.