Жаңалықтар

Полиолефиндер мен пленка экструзиясына кіріспе

Полиолефиндер, этилен және пропилен сияқты олефин мономерлерінен синтезделген макромолекулалық материалдар класы, әлемде ең көп өндірілетін және қолданылатын пластмассалар болып табылады. Олардың таралуы төмен құны, тамаша өңдеу мүмкіндігі, керемет химиялық тұрақтылығы және бейімделетін физикалық сипаттамалары сияқты қасиеттердің ерекше үйлесімінен туындайды. Полиолефиндердің әртүрлі қолданылу салаларының ішінде пленка өнімдері тамақ қаптамасында, ауылшаруашылық жабындарында, өнеркәсіптік қаптамада, медициналық және гигиеналық өнімдерде және күнделікті тұтыну тауарларында маңызды функцияларды атқаратын басты орын алады. Пленка өндірісінде қолданылатын ең көп таралған полиолефин шайырларына полиэтилен (ПЭ) – сызықтық төмен тығыздықты полиэтиленді (LLDPE), төмен тығыздықты полиэтиленді (LDPE) және жоғары тығыздықты полиэтиленді (HDPE) – және полипропиленді (PP) қамтиды.

Полиолефин пленкаларын өндіру негізінен экструзия технологиясына негізделген, үрленген пленка экструзиясы және құйылған пленка экструзиясы екі негізгі процесс болып табылады.

1. Үрленген пленканы экструзиялау процесі

Үрленген пленка экструзиясы полиолефин пленкаларын алудың ең кең таралған әдістерінің бірі болып табылады. Негізгі принцип балқытылған полимерді сақина тәрізді қалып арқылы тігінен жоғары қарай экструзиялауды, жұқа қабырғалы түтікшелі парисонды қалыптастыруды қамтиды. Кейіннен сығылған ауа осы парисонның ішіне енгізіледі, бұл оның диаметрі қалыптан айтарлықтай үлкен көпіршікке айналуына әкеледі. Көпіршік көтерілген кезде ол сыртқы ауа сақинасымен күштеп салқындатылып, қатаяды. Содан кейін салқындатылған көпіршік бірнеше роликтермен (көбінесе құлайтын жақтау немесе А-тәрізді жақтау арқылы) құлайды және кейіннен орамға оралмас бұрын тарту роликтерімен тартылады. Үрленген пленка процесі әдетте екі осьті бағыттағы пленкаларды береді, яғни олар механикалық қасиеттердің машина бағытында (MD) және көлденең бағытта (TD) жақсы тепе-теңдігін көрсетеді, мысалы, созылу беріктігі, жыртылуға төзімділік және соққы беріктігі. Пленканың қалыңдығы мен механикалық қасиеттерін үрлеу коэффициентін (BUR - көпіршік диаметрінің қалып диаметріне қатынасы) және тарту коэффициентін (DDR - тарту жылдамдығының экструзия жылдамдығына қатынасы) реттеу арқылы басқаруға болады.

2. Құйылған пленканы экструзиялау процесі

Құйылған пленканы экструзиялау полиолефин пленкаларын өндірудің тағы бір маңызды процесі болып табылады, әсіресе жоғары оптикалық қасиеттерді (мысалы, жоғары мөлдірлік, жоғары жылтырлық) және тамаша қалыңдық біркелкілігін талап ететін пленкаларды өндіруге өте қолайлы. Бұл процесте балқытылған полимер жалпақ, ойық тәрізді Т-форма арқылы көлденеңінен экструзияланып, біркелкі балқытылған тор түзіледі. Содан кейін бұл тор бір немесе бірнеше жоғары жылдамдықты, іштей салқындатылатын салқындатылған орамдардың бетіне тез тартылады. Балқыма суық орам бетімен жанасқанда тез қатаяды. Құйылған пленкалар әдетте тамаша оптикалық қасиеттерге, жұмсақ сезімге және жақсы жылу өткізгіштікке ие. Орам ернінің саңылауын, салқындатылған орам температурасын және айналу жылдамдығын дәл бақылау пленка қалыңдығы мен бетінің сапасын дәл реттеуге мүмкіндік береді.

Полиолефин пленкасын экструзиялаудың 6 негізгі қиындықтары

Экструзия технологиясының жетілгеніне қарамастан, өндірушілер полиолефин қабықшаларын практикалық өндіруде, әсіресе жоғары өнімділікке, тиімділікке, жұқа өлшеуіштерге ұмтылған кезде және жаңа жоғары өнімді шайырларды пайдаланған кезде бірқатар өңдеу қиындықтарына жиі тап болады. Бұл мәселелер тек өндіріс тұрақтылығына ғана емес, сонымен қатар соңғы өнімнің сапасы мен құнына тікелей әсер етеді. Негізгі қиындықтарға мыналар жатады:

1. Балқыма сынуы (Акуланың терісі): Бұл полиолефинді қабықша экструзиясындағы ең көп таралған ақаулардың бірі. Макроскопиялық тұрғыдан алғанда, ол периодты көлденең толқындар немесе қабықшадағы біркелкі емес кедір-бұдыр бет немесе ауыр жағдайларда айқынырақ бұрмаланулар түрінде көрінеді. Балқыма сынуы негізінен полимер балқымасының қалыптан шығатын ығысу жылдамдығы критикалық мәннен асып кеткенде, бұл қалып қабырғасы мен негізгі балқыма арасындағы жабысқақ-тайғанақ тербелістерге әкелгенде немесе қалыптан шығатын жердегі созылу кернеуі балқыма беріктігінен асып кеткенде пайда болады. Бұл ақау қабықшаның оптикалық қасиеттеріне (мөлдірлік, жылтырлық), бетінің тегістігіне айтарлықтай зиян келтіреді, сондай-ақ оның механикалық және тосқауылдық қасиеттерін нашарлатуы мүмкін.

2. Қалыптың сілекейі / Қалыптың жиналуы: Бұл полимердің ыдырау өнімдерінің, төмен молекулалық салмақ фракцияларының, нашар дисперсті қоспалардың (мысалы, пигменттер, антистатикалық агенттер, сырғанау агенттері) немесе шайырдан гельдердің қалып ернеуінің шеттерінде немесе қалып қуысында біртіндеп жиналуын білдіреді. Бұл шөгінділер өндіріс кезінде бөлініп, қабықша бетін ластап, гельдер, жолақтар немесе сызаттар сияқты ақауларды тудыруы мүмкін, осылайша өнімнің сыртқы түрі мен сапасына әсер етеді. Ауыр жағдайларда қалыптың жиналуы қалыптың шығуын бітеп, калибрдің ауытқуларына, қабықшаның жыртылуына және сайып келгенде, қалыптарды тазалау үшін өндіріс желісінің жабылуына әкелуі мүмкін, бұл өндіріс тиімділігінің айтарлықтай жоғалуына және шикізаттың ысырап болуына әкеледі.

3. Жоғары экструзиялық қысым және ауытқу: Белгілі бір жағдайларда, әсіресе жоғары тұтқырлықтағы шайырларды өңдеген кезде немесе кішігірім қалып саңылауларын пайдаланған кезде, экструзия жүйесіндегі қысым (әсіресе экструдердің басы мен қалыпта) тым жоғары болуы мүмкін. Жоғары қысым тек энергия тұтынуды арттырып қана қоймай, сонымен қатар жабдықтың (мысалы, бұранда, ұңғы, қалып) ұзақ қызмет ету мерзіміне және қауіпсіздігіне қауіп төндіреді. Сонымен қатар, экструзия қысымының тұрақсыз ауытқулары балқыма өнімділігінің өзгеруіне тікелей әкеледі, бұл қабықша қалыңдығының біркелкі болмауына әкеледі.

4. Шектеулі өткізу қабілеті: Балқыма сынуы және қалыптардың жиналуы сияқты мәселелердің алдын алу немесе жеңілдету үшін өндірушілер көбінесе экструдер бұрандасының жылдамдығын азайтуға мәжбүр болады, осылайша өндіріс желісінің өнімділігін шектейді. Бұл өндіріс тиімділігіне және өнім бірлігіне шаққандағы өндіріс құнына тікелей әсер етеді, бұл ірі көлемді, арзан пленкаларға деген нарықтық сұранысты қанағаттандыруды қиындатады.

5. Өлшеуішті басқарудағы қиындықтар: Балқыма ағынының тұрақсыздығы, қалып бойынша температураның біркелкі таралмауы және қалыптардың жиналуы пленка қалыңдығының көлденең және бойлық бағытта өзгеруіне ықпал етуі мүмкін. Бұл пленканың кейінгі өңдеу өнімділігіне және соңғы пайдалану сипаттамаларына әсер етеді.

6. Шайырдың қиын ауысуы: Полиолефин шайырларының әртүрлі түрлері немесе сорттары арасында ауысқанда немесе түсті мастер-баттарды ауыстырған кезде, алдыңғы сынақтан қалған материалды экструдерден толығымен тазарту және қалыптау қиынға соғады. Бұл ескі және жаңа материалдардың араласуына, өтпелі материалдың пайда болуына, ауысу уақытының ұзаруына және қалдықтардың шығу жылдамдығының артуына әкеледі.

Бұл жалпы өңдеу қиындықтары полиолефин пленкасын өндірушілердің өнім сапасы мен өндіріс тиімділігін арттыруға бағытталған күш-жігерін шектейді, сондай-ақ жаңа материалдар мен озық өңдеу әдістерін енгізуге кедергі келтіреді. Сондықтан, бұл қиындықтарды жеңудің тиімді шешімдерін іздеу бүкіл полиолефин пленкасын экструзиялау өнеркәсібінің тұрақты және салауатты дамуы үшін өте маңызды.

Полиолефин пленкасын экструзиялау процесіне арналған шешімдер: Полимерді өңдеу құралдары (ПӨҚ)

Полимерді өңдеуге арналған құралдар (ПӨҚ) - бұл экструзия кезінде полимер балқымаларының реологиялық мінез-құлқын жақсартуға және олардың жабдық беттерімен өзара әрекеттесуін өзгертуге бағытталған функционалдық қоспалар, осылайша өңдеудегі бірқатар қиындықтарды жеңуге және өндіріс тиімділігі мен өнім сапасын арттыруға бағытталған.

1. Фторполимер негізіндегі PPA

Химиялық құрылымы мен сипаттамалары: Бұлар қазіргі уақытта ең кең таралған, технологиялық тұрғыдан жетілген және тиімді PPA класы болып табылады. Олар әдетте винилиден фториді (VDF), гексафторпропилен (HFP) және тетрафторэтилен (TFE) сияқты фторолефин мономерлеріне негізделген гомополимерлер немесе сополимерлер болып табылады, фторэластомерлер ең көп өкілдік болып табылады. Бұл PPA молекулалық тізбектері жоғары байланыс энергиясына, төмен полярлы CF байланыстарына бай, олар бірегей физика-химиялық қасиеттер береді: өте төмен беттік энергия (политетрафторэтилен/Teflon® сияқты), тамаша термиялық тұрақтылық және химиялық инерттілік. Ең бастысы, фторполимер PPA әдетте полярлы емес полиолефин матрицаларымен (мысалы, PE, PP) нашар үйлесімділік көрсетеді. Бұл үйлесімсіздік олардың қалыптың металл беттеріне тиімді миграциясының негізгі алғышарты болып табылады, онда олар динамикалық майлау жабынын құрайды.

Өкілетті өнімдер: Фторполимерлі PPA-лардың әлемдік нарығындағы жетекші брендтерге Chemours' Viton™ FreeFlow™ сериясы және 3M's Dynamar™ сериясы кіреді, олар нарықта айтарлықтай үлес алады. Сонымен қатар, Arkema (Kynar® сериясы) және Solvay (Tecnoflon®) өнімдерінің белгілі бір фторполимер сорттары да PPA құрамдарында негізгі компоненттер ретінде қолданылады немесе олар болып табылады.

2. Силикон негізіндегі өңдеу құралдары (PPA)

Химиялық құрылымы мен сипаттамалары: Бұл кластағы PPA-ның негізгі белсенді компоненттері - полисилоксандар, әдетте силикондар деп аталады. Полисилоксан негізі кезектесіп орналасқан кремний мен оттегі атомдарынан (-Si-O-) тұрады, органикалық топтар (әдетте метил) кремний атомдарына бекітілген. Бұл бірегей молекулалық құрылым силикон материалдарына өте төмен беттік керілу, тамаша термиялық тұрақтылық, жақсы икемділік және көптеген заттарға жабыспайтын қасиеттер береді. Фторполимерлі PPA-ларға ұқсас, силикон негізіндегі PPA-лар өңдеу жабдықтарының металл беттеріне ауысып, майлау қабатын түзу арқылы жұмыс істейді.

Қолдану ерекшеліктері: Фторполимерлі PPA полиолефинді қабықша экструзиясы секторында басым болғанымен, силикон негізіндегі PPA белгілі бір қолдану сценарийлерінде немесе белгілі бір шайыр жүйелерімен бірге қолданылған кезде бірегей артықшылықтарды көрсетуі немесе синергетикалық әсерлер тудыруы мүмкін. Мысалы, оларды өте төмен үйкеліс коэффициенттерін қажет ететін немесе соңғы өнім үшін белгілі бір беттік сипаттамалар қажет болатын қолданбалар үшін қарастыруға болады.

Фторполимерлерге тыйым салумен немесе PTFE жеткізу қиындықтарымен бетпе-бет келесіз бе?

PFAS-сыз PPA шешімдерімен полиолефин пленкасын экструзиялау мәселелерін шешіңіз-SILIKE фторсыз полимер қоспалары

SILIKE өзінің SILIMER сериялы өнімдерімен белсенді тәсіл қолданады, инновациялық өнімдер ұсынадыPFAS-сыз полимерді өңдеуге арналған құралдар (PPAs)). Бұл кешенді өнім желісі 100% таза PFAS-сыз PPA-ларды ұсынады,фторсыз PPA полимер қоспаларыжәнеPFAS және фторсыз PPA мастербаттары.Бұйрығыменфтор қоспаларына қажеттілікті жою, бұл өңдеу құралдары LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP және әртүрлі полиолефинді пленка экструзия процестерін өндіру процесін айтарлықтай жақсартады. Олар өндіріс тиімділігін арттыра отырып, тоқтап қалу уақытын азайта отырып және өнімнің жалпы сапасын жақсарта отырып, ең соңғы экологиялық ережелерге сәйкес келеді. SILIKE компаниясының PFAS-сыз PPA-лары соңғы өнімге пайда әкеледі, соның ішінде балқытылған сынуды (акула терісін) жою, тегістікті арттыру және жоғары сапалы бетті қамтамасыз ету.

Егер сіз полимер экструзия процестеріңізде фторполимерлерге тыйым салудың немесе PTFE жетіспеушілігінің әсерінен қиналсаңыз, SILIKE ұсынадыфторполимерлі PPA/PTFE баламалары, Пленка өндірісіне арналған PFAS жоқ қоспаларолар сіздің қажеттіліктеріңізді қанағаттандыру үшін бейімделген, ешқандай процесті өзгерту қажет емес.