Vijesti

Uvod u poliolefine i ekstruziju filmova

Poliolefini, klasa makromolekularnih materijala sintetiziranih iz olefinskih monomera poput etilena i propilena, su najčešće proizvedene i korištene plastike u svijetu. Njihova rasprostranjenost proizlazi iz izuzetne kombinacije svojstava, uključujući nisku cijenu, odličnu obradivost, izvanrednu hemijsku stabilnost i prilagodljive fizičke karakteristike. Među raznolikim primjenama poliolefina, folijski proizvodi zauzimaju vodeću poziciju, služeći ključnim funkcijama u pakovanju hrane, poljoprivrednim pokrivačima, industrijskoj ambalaži, medicinskim i higijenskim proizvodima i robi široke potrošnje. Najčešće poliolefinske smole koje se koriste za proizvodnju folija uključuju polietilen (PE) - koji obuhvata 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 duvane folije i ekstruzija live folije.

1. Proces ekstruzije duvane folije

Ekstruzija duvanog filma jedna je od najrasprostranjenijih metoda za proizvodnju poliolefinskih filmova. Osnovni princip uključuje ekstruziju rastopljenog polimera vertikalno prema gore kroz prstenastu matricu, formirajući tankozidnu cjevastu formu. Nakon toga, komprimovani vazduh se uvodi u unutrašnjost ove forme, uzrokujući njeno naduvavanje u mehur sa prečnikom znatno većim od prečnika matrice. Kako se mehur penje, on se prisilno hladi i učvršćuje pomoću vanjskog vazdušnog prstena. Ohlađeni mehur se zatim skupom steznih valjaka (često putem okvira za urušavanje ili A-okvira) uvlači i potom vučnim valjcima pre nego što se namota na rolu. Proces duvanja filma obično daje filmove sa dvoosnom orijentacijom, što znači da pokazuju dobru ravnotežu mehaničkih svojstava i u mašinskom smjeru (MD) i u poprečnom smjeru (TD), kao što su zatezna čvrstoća, otpornost na kidanje i udarna čvrstoća. Debljina filma i mehanička svojstva mogu se kontrolisati podešavanjem stepena naduvavanja (BUR - odnos prečnika mehurića i prečnika matrice) i stepena izvlačenja (DDR - odnos brzine namotavanja i brzine ekstruzije).

2. Proces ekstruzije lijevane folije

Ekstruzija livenog filma je još jedan vitalni proizvodni proces za poliolefinske filmove, posebno pogodan za proizvodnju filmova koji zahtijevaju superiorna optička svojstva (npr. visoka prozirnost, visoki sjaj) i odlična ujednačenost debljine. U ovom procesu, rastopljeni polimer se horizontalno ekstrudira kroz ravni, T-utor s prorezom, formirajući ujednačenu rastopljenu 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. Liveni filmovi uglavnom posjeduju odlična optička svojstva, mekan osjećaj i dobru sposobnost termičkog zaptivanja. Precizna kontrola razmaka između ivica matrice, temperature hladnog valjka i brzine rotacije omogućava preciznu regulaciju debljine filma i kvaliteta površine.

6 najvećih izazova ekstruzije poliolefinske folije

Uprkos zrelosti tehnologije ekstruzije, proizvođači se često susreću s nizom poteškoća u praktičnoj proizvodnji poliolefinskih filmova, posebno kada teže visokom učinku, efikasnosti, tanjim debljinama i kada koriste nove visokoučinkovite smole. Ovi problemi ne samo da utiču na stabilnost proizvodnje, već direktno utiču i na kvalitet i cijenu konačnog proizvoda. Ključni izazovi uključuju:

1. Lom rastopa (Sharkskin): Ovo je jedan od najčešćih defekata u ekstruziji poliolefinskog filma. Makroskopski se manifestuje kao periodični poprečni talasasti nabori ili nepravilno hrapava površina na filmu, ili u težim slučajevima, izraženija izobličenja. Lom rastopa se prvenstveno javlja kada brzina smicanja polimerne rastopa koja izlazi iz matrice premaši kritičnu vrijednost, što dovodi do oscilacija u obliku stik-klizanja između zida matrice i taline u masi, ili kada ekstenzijski napon na izlazu iz matrice premaši čvrstoću rastopa. Ovaj defekt 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 postepeno nakupljanje produkata razgradnje polimera, frakcija niske molekularne težine, slabo dispergiranih aditiva (npr. pigmenata, antistatičkih sredstava, sredstava za klizanje) ili gelova iz smole na rubovima kalupa ili unutar šupljine kalupa. Ovi nanosi se mogu odvojiti tokom proizvodnje, kontaminirajući površinu filma i uzrokujući defekte poput gelova, pruga ili ogrebotina, što utiče na izgled i kvalitet proizvoda. U težim slučajevima, nakupljanje s kalupa može blokirati izlaz iz kalupa, što dovodi do varijacija u debljini, kidanja filma i na kraju do prisilnog zaustavljanja proizvodne linije radi čišćenja kalupa, što rezultira značajnim gubitkom u efikasnosti proizvodnje i rasipanjem sirovina.

3. Visok pritisak ekstruzije i fluktuacije: Pod određenim uslovima, posebno prilikom obrade smola visoke viskoznosti ili korištenja manjih razmaka između matrica, pritisak unutar sistema ekstruzije (posebno na glavi ekstrudera i matrici) može postati pretjerano visok. Visok pritisak ne samo da povećava potrošnju energije, već predstavlja i rizik za dugovječnost opreme (npr. puž, cilindar, matrica) i sigurnost. Nadalje, nestabilne fluktuacije pritiska ekstruzije direktno uzrokuju varijacije u izlazu taline, što dovodi do neujednačene debljine filma.

4. Ograničeni protok: Kako bi spriječili ili ublažili probleme poput loma rastopa i nakupljanja naslaga na kalupu, proizvođači su često prisiljeni smanjiti brzinu puža ekstrudera, čime se ograničava učinak proizvodne linije. To direktno utiče na efikasnost proizvodnje i troškove proizvodnje po jedinici proizvoda, što otežava zadovoljavanje tržišne potražnje za filmovima velikih razmjera i niske cijene.

5. Teškoće u kontroli debljine: Nestabilnost toka taline, neujednačena raspodjela temperature po kalupu i nakupljanje naslaga na kalupu mogu doprinijeti varijacijama u debljini filma, i poprečno i uzdužno. To utiče na kasnije performanse obrade filma i karakteristike krajnje upotrebe.

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

Ovi uobičajeni izazovi u obradi ograničavaju napore proizvođača poliolefinskih folija da poboljšaju kvalitet proizvoda i efikasnost proizvodnje, a također predstavljaju prepreke za usvajanje novih materijala i naprednih tehnika obrade. Stoga je traženje efikasnih rješenja za prevazilaženje 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 osnovna vrijednost poboljšanje reološkog ponašanja polimernih rastopa tokom ekstruzije i modifikovanje njihove interakcije s površinama opreme, čime se prevazilaze niz poteškoća u obradi i povećava efikasnost proizvodnje i kvalitet proizvoda.

1. PPA na bazi fluoropolimera

Hemijska struktura i karakteristike: Ovo je trenutno najšire korištena, tehnološki zrelija i dokazano efikasna klasa PPA. Obično su to homopolimeri ili kopolimeri bazirani na fluoroolefinskim monomerima 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 fizičko-hemijska svojstva: izuzetno nisku površinsku energiju (slično politetrafluoroetilenu/teflonu®), odličnu termičku stabilnost i hemijsku inertnost. Kritično je da fluoropolimerni PPA uglavnom pokazuju slabu kompatibilnost s nepolarnim poliolefinskim matricama (kao što su PE, PP). Ova nekompatibilnost je ključni preduvjet za njihovu efikasnu migraciju na metalne površine matrice, gdje formiraju dinamički premaz za podmazivanje.

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

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

Hemijska struktura i karakteristike: Primarne aktivne komponente u ovoj klasi PPA su polisiloksani, obično nazvani silikoni. Polisiloksanski lanac sastoji se od naizmjeničnih atoma silicija i kisika (-Si-O-), s organskim grupama (obično metil) vezanim za atome silicija. Ova jedinstvena molekularna struktura daje silikonskim materijalima vrlo nisku površinsku napetost, odličnu termičku stabilnost, dobru fleksibilnost i neljepljiva svojstva prema mnogim supstancama. Slično fluoropolimernim PPA, PPA na bazi silikona funkcioniraju tako što migriraju na metalne površine procesne opreme i formiraju sloj za podmazivanje.

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

Suočavate li se sa zabranama fluoropolimera ili izazovima u snabdijevanju 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.Odeliminirajući potrebu 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 efikasnost proizvodnje, minimiziraju vrijeme zastoja i poboljšavaju ukupni kvalitet proizvoda. SILIKE-ovi PPA bez PFAS-a donose prednosti konačnom proizvodu, uključujući eliminaciju loma rastopljenog materijala (koža morskog psa), poboljšanu glatkoću i vrhunski kvalitet površine.

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