Vijesti

Uvod u poliolefine i ekstruziju filmova

Poliolefini, klasa makromolekularnih materijala sintetiziranih iz olefinskih monomera poput etilena i propilena, najčešće su proizvedene i korištene plastike u svijetu. Njihova rasprostranjenost proizlazi iz iznimne kombinacije svojstava, uključujući nisku cijenu, izvrsnu obradivost, izvanrednu kemijsku stabilnost i prilagodljive fizičke karakteristike. Među raznolikim primjenama poliolefina, folijski proizvodi zauzimaju vodeću poziciju, služeći ključnim funkcijama u pakiranju hrane, poljoprivrednim pokrivačima, industrijskoj ambalaži, medicinskim i higijenskim proizvodima te potrošnim proizvodima. Najčešće poliolefinske smole koje se koriste za proizvodnju folija uključuju polietilen (PE) - koji obuhvaća linearni polietilen niske gustoće (LLDPE), polietilen niske gustoće (LDPE) i polietilen visoke gustoće (HDPE) - i polipropilen (PP).

Proizvodnja poliolefinskih folija prvenstveno se oslanja na tehnologiju ekstruzije, pri čemu su dva osnovna procesa ekstruzija puhane folije i ekstruzija lijevane folije.

1. Postupak ekstruzije puhane folije

Ekstruzija puhanog filma jedna je od najčešćih metoda za proizvodnju poliolefinskih filmova. Temeljni princip uključuje ekstruziju rastaljenog polimera okomito prema gore kroz prstenastu matricu, formirajući tankostijenu cjevastu formu. Nakon toga, komprimirani zrak se uvodi u unutrašnjost ove forme, uzrokujući njezino napuhavanje u mjehurić promjera znatno većeg od promjera matrice. Kako se mjehurić diže, prisilno se hladi i skrućuje vanjskim zračnim prstenom. Ohlađeni mjehurić se zatim skupom stiskajućih valjaka (često putem okvira za uklapanje ili A-okvira) skuplja, a potom se vuku valjcima prije namotavanja na rolu. Proces puhanja filma obično daje filmove s dvoosnom orijentacijom, što znači da pokazuju dobru ravnotežu mehaničkih svojstava i u smjeru stroja (MD) i u poprečnom smjeru (TD), kao što su vlačna čvrstoća, otpornost na kidanje i udarna čvrstoća. Debljina filma i mehanička svojstva mogu se kontrolirati podešavanjem omjera napuhavanja (BUR - omjer promjera mjehurića i promjera matrice) i omjera izvlačenja (DDR - omjer brzine namotavanja i brzine ekstruzije).

2. Postupak ekstruzije lijevanog filma

Ekstruzija lijevanog filma još je jedan vitalni proizvodni proces za poliolefinske filmove, posebno pogodan za proizvodnju filmova koji zahtijevaju vrhunska optička svojstva (npr. visoka prozirnost, visoki sjaj) i izvrsnu ujednačenost debljine. U ovom procesu, rastaljeni polimer se ekstrudira horizontalno kroz ravnu, T-kalup s prorezima, formirajući ujednačenu rastaljenu mrežu. Ova mreža se zatim brzo nanosi na površinu jednog ili više brzih, interno hlađenih hladnih valjaka. Talina se brzo stvrdnjava pri kontaktu s površinom hladnog valjka. Lijevani filmovi općenito posjeduju izvrsna optička svojstva, mekan osjećaj i dobro toplinsko brtvljenje. Precizna kontrola nad razmakom ruba matrice, temperaturom hladnog valjka i brzinom rotacije omogućuje točnu regulaciju debljine filma i kvalitete površine.

6 najvećih izazova ekstruzije poliolefinske folije

Unatoč zrelosti tehnologije ekstruzije, proizvođači se često susreću s nizom poteškoća u praktičnoj proizvodnji poliolefinskih filmova, posebno kada teže visokoj učinkovitosti, tanjim debljinama i kada koriste nove visokoučinkovite smole. Ovi problemi ne utječu samo na stabilnost proizvodnje, već izravno utječu i na kvalitetu i cijenu konačnog proizvoda. Ključni izazovi uključuju:

1. Lom taline (morska koža): Ovo je jedan od najčešćih nedostataka u ekstruziji poliolefinskog filma. Makroskopski se manifestira kao periodični poprečni valovi ili nepravilno hrapava površina na filmu, ili u težim slučajevima, izraženija izobličenja. Lom taline prvenstveno se javlja kada brzina smicanja polimerne taline koja izlazi iz matrice premaši kritičnu vrijednost, što dovodi do oscilacija uslijed zalijepljivanja i klizanja između stijenke matrice i taline u masi, ili kada ekstenzijsko naprezanje na izlazu iz matrice premaši čvrstoću taline. Ovaj nedostatak ozbiljno ugrožava optička svojstva filma (bistrinu, sjaj), glatkoću površine, a može i degradirati njegova mehanička i barijerna svojstva.

2. Nakupljanje sline na kalupu / Nakupljanje slini na kalupu: Ovo se odnosi na postupno nakupljanje produkata razgradnje polimera, frakcija niske molekularne težine, slabo dispergiranih aditiva (npr. pigmenata, antistatičkih sredstava, sredstava za klizanje) ili gelova iz smole na rubovima usana kalupa ili unutar šupljine kalupa. Ovi nanosi mogu se odvojiti tijekom proizvodnje, kontaminirati površinu filma i uzrokovati nedostatke poput gelova, pruga ili ogrebotina, čime utječu na izgled i kvalitetu proizvoda. U težim slučajevima, nakupljanje s kalupa može blokirati izlaz iz kalupa, što dovodi do varijacija u debljini, kidanja filma i na kraju prisiljavanja zaustavljanja proizvodne linije radi čišćenja kalupa, što rezultira značajnim gubitkom u učinkovitosti proizvodnje i rasipanjem sirovina.

3. Visoki tlak ekstruzije i fluktuacije: Pod određenim uvjetima, posebno pri obradi smola visoke viskoznosti ili korištenju manjih razmaka između matrica, tlak unutar sustava ekstruzije (posebno na glavi ekstrudera i matrici) može postati pretjerano visok. Visoki tlak ne samo da povećava potrošnju energije, već predstavlja i rizik za dugovječnost opreme (npr. puž, cijev, matrica) i sigurnost. Nadalje, nestabilne fluktuacije tlaka ekstruzije izravno uzrokuju varijacije u izlazu taline, što dovodi do neujednačene debljine filma.

4. Ograničena propusnost: Kako bi spriječili ili ublažili probleme poput loma taline i nakupljanja naslaga na kalupu, proizvođači su često prisiljeni smanjiti brzinu puža ekstrudera, čime se ograničava učinak proizvodne linije. To izravno utječe na učinkovitost proizvodnje i troškove proizvodnje po jedinici proizvoda, što otežava zadovoljavanje tržišne potražnje za velikim, jeftinim filmovima.

5. Poteškoće u kontroli debljine: Nestabilnost toka taline, nejednolika raspodjela temperature po kalupu i nakupljanje naslaga na kalupu mogu doprinijeti promjenama debljine filma, i poprečno i uzdužno. To utječe na naknadne performanse obrade filma i karakteristike krajnje upotrebe.

6. Teška promjena smole: Prilikom prelaska između različitih vrsta ili stupnjeva poliolefinskih smola ili prilikom promjene masterbatcheva u boji, preostali materijal iz prethodnog ciklusa često je teško potpuno ukloniti iz ekstrudera i matrice. To dovodi do miješanja starih i novih materijala, stvaranja prijelaznog materijala, produljenja vremena promjene i povećanja stope otpada.

Ovi uobičajeni izazovi u obradi ograničavaju napore proizvođača poliolefinskih folija da poboljšaju kvalitetu proizvoda i učinkovitost proizvodnje, a također predstavljaju prepreke za usvajanje novih materijala i naprednih tehnika obrade. Stoga je traženje učinkovitih rješenja za prevladavanje ovih izazova ključno za održivi i zdrav razvoj cijele industrije ekstruzije poliolefinskih folija.

Rješenja za proces ekstruzije poliolefinske folije: Pomoćna sredstva za preradu polimera (PPA)

Pomoćna sredstva za preradu polimera (PPA) su funkcionalni aditivi čija je temeljna vrijednost poboljšanje reološkog ponašanja polimernih talina tijekom ekstruzije i modificiranje njihove interakcije s površinama opreme, čime se prevladavaju niz poteškoća u obradi i povećava učinkovitost proizvodnje i kvaliteta proizvoda.

1. PPA na bazi fluoropolimera

Kemijska struktura i karakteristike: Ovo je trenutno najšire korištena, tehnološki zrelija i dokazano učinkovita klasa PPA. Obično su to homopolimeri ili kopolimeri na bazi fluoroolefinskih monomera kao što su viniliden fluorid (VDF), heksafluoropropilen (HFP) i tetrafluoroetilen (TFE), pri čemu su fluoroelastomeri najreprezentativniji. Molekularni lanci ovih PPA bogati su CF vezama visoke energije i niske polarnosti, koje im daju jedinstvena fizikalno-kemijska svojstva: izuzetno nisku površinsku energiju (slično politetrafluoroetilenu/teflonu®), izvrsnu toplinsku stabilnost i kemijsku inertnost. Kritično je da fluoropolimerni PPA općenito pokazuju slabu kompatibilnost s nepolarnim poliolefinskim matricama (poput PE, PP). Ova nekompatibilnost ključni je preduvjet za njihovu učinkovitu migraciju na metalne površine matrice, gdje tvore dinamički premaz za podmazivanje.

Reprezentativni proizvodi: Vodeće marke na globalnom tržištu fluoropolimernih PPA uključuju seriju Viton™ FreeFlow™ tvrtke Chemours i seriju Dynamar™ tvrtke 3M, koje zauzimaju značajan tržišni udio. Osim toga, određene vrste fluoropolimera tvrtki Arkema (serija Kynar®) i Solvay (Tecnoflon®) također se koriste kao ili su ključne komponente u formulacijama PPA.

2. Pomoćna sredstva za obradu na bazi silikona (PPA)

Kemijska struktura i karakteristike: Primarne aktivne komponente u ovoj klasi PPA su polisiloksani, obično nazivani silikonima. Polisiloksanski lanac sastoji se od naizmjeničnih atoma silicija i kisika (-Si-O-), s organskim skupinama (obično metil) vezanim za atome silicija. Ova jedinstvena molekularna struktura daje silikonskim materijalima vrlo nisku površinsku napetost, izvrsnu toplinsku stabilnost, dobru fleksibilnost i neljepljiva svojstva prema mnogim tvarima. Slično fluoropolimernim PPA, PPA na bazi silikona funkcioniraju tako da migriraju na metalne površine procesne opreme i stvaraju sloj podmazivanja.

Značajke primjene: Iako fluoropolimerni PPA dominiraju sektorom ekstruzije poliolefinskih filmova, PPA na bazi silikona mogu pokazivati ​​jedinstvene prednosti ili stvoriti sinergijske učinke kada se koriste u specifičnim scenarijima primjene ili u kombinaciji s određenim sustavima smole. Na primjer, mogu se razmotriti za primjene koje zahtijevaju izuzetno niske koeficijente trenja ili tamo gdje su za konačni proizvod poželjne specifične površinske karakteristike.

Suočavate li se sa zabranama fluoropolimera ili izazovima u opskrbi PTFE-om?

Riješite izazove ekstruzije poliolefinske folije rješenjima PPA bez PFAS-a-SILIKE-ovi aditivi od polimera bez fluora

SILIKE zauzima proaktivan pristup sa svojim proizvodima serije SILIMER, nudeći inovativnePomoćna sredstva za preradu polimera (PPA) bez PFAS-a). Ova sveobuhvatna linija proizvoda sadrži 100% čiste PPA bez PFAS-a,PPA polimerni aditivi bez fluoraiPPA masterbatchevi bez PFAS-a i bez fluora.Pouklanjanje potrebe za dodacima fluora, ovi pomoćni sastojci značajno poboljšavaju proizvodni proces za LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP i razne procese ekstruzije poliolefinske folije. Usklađeni su s najnovijim propisima o zaštiti okoliša, a istovremeno povećavaju učinkovitost proizvodnje, smanjuju vrijeme zastoja i poboljšavaju ukupnu kvalitetu proizvoda. SILIKE-ovi PPA bez PFAS-a donose prednosti konačnom proizvodu, uključujući uklanjanje loma taline (morska koža), poboljšanu glatkoću i vrhunsku kvalitetu površine.

Ako se borite s utjecajem zabrana fluoropolimera ili nestašice PTFE-a u vašim procesima ekstruzije polimera, SILIKE vam nudialternative fluoropolimernim PPA/PTFE-ima, Aditivi bez PFAS-a za proizvodnju filmovakoji su prilagođeni vašim potrebama, bez potrebe za promjenama procesa.