Balita

Panimula sa Polyolefins at Film Extrusion

Ang mga polyolefin, isang klase ng mga macromolecular na materyales na na-synthesize mula sa mga monomer ng olefin gaya ng ethylene at propylene, ay ang pinakamalawak na ginawa at ginagamit na mga plastik sa buong mundo. Ang kanilang pagkalat ay nagmumula sa isang pambihirang kumbinasyon ng mga katangian, kabilang ang mababang gastos, mahusay na kakayahang maproseso, namumukod-tanging katatagan ng kemikal, at maiangkop na pisikal na mga katangian. Kabilang sa magkakaibang mga aplikasyon ng polyolefins, ang mga produkto ng pelikula ay may pinakamahalagang posisyon, na nagsisilbi sa mga kritikal na function sa packaging ng pagkain, pang-agrikultura na mga takip, pang-industriya na packaging, mga produktong medikal at kalinisan, at pang-araw-araw na mga produkto ng consumer. Ang pinakakaraniwang polyolefin resin na ginagamit para sa paggawa ng pelikula ay kinabibilangan ng polyethylene (PE) - sumasaklaw sa Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE), Low-Density Polyethylene (LDPE), at High-Density Polyethylene (HDPE) - at polypropylene (PP).

Pangunahing umaasa ang paggawa ng mga polyolefin film sa teknolohiya ng extrusion, na ang Blown Film Extrusion at Cast Film Extrusion ang dalawang pangunahing proseso.

1. Proseso ng Blown Film Extrusion

Ang blown film extrusion ay isa sa pinakakaraniwang pamamaraan para sa paggawa ng polyolefin films. Ang pangunahing prinsipyo ay nagsasangkot ng pagpapalabas ng isang molten polymer na patayo pataas sa pamamagitan ng isang annular die, na bumubuo ng isang manipis na pader na tubular parison. Kasunod nito, ang naka-compress na hangin ay ipinapasok sa loob ng parison na ito, na nagiging sanhi ng pagpintog nito sa isang bula na may diameter na mas malaki kaysa sa die. Habang umaakyat ang bula, ito ay sapilitang pinalamig at pinatitibay ng isang panlabas na singsing ng hangin. Ang pinalamig na bubble ay pagkatapos ay i-collapse sa pamamagitan ng isang set ng nip rollers (kadalasan sa pamamagitan ng isang collapsing frame o A-frame) at pagkatapos ay iginuhit ng traction rollers bago masugatan sa isang roll. Ang proseso ng blown film ay kadalasang nagbubunga ng mga pelikulang may biaxial na oryentasyon, ibig sabihin, nagpapakita ang mga ito ng magandang balanse ng mga mekanikal na katangian sa parehong direksyon ng makina (MD) at sa transverse na direksyon (TD), gaya ng tensile strength, tear resistance, at impact strength. Ang kapal ng pelikula at mga mekanikal na katangian ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagsasaayos ng blow-up ratio (BUR – ratio ng bubble diameter sa die diameter) at ang draw-down ratio (DDR – ratio ng take-up speed sa extrusion speed).

2. Proseso ng Cast Film Extrusion

Ang cast film extrusion ay isa pang mahalagang proseso ng produksyon para sa mga polyolefin film, partikular na angkop para sa paggawa ng mga pelikula na humihiling ng higit na mataas na optical properties (hal., mataas na kalinawan, mataas na gloss) at mahusay na pagkakapareho ng kapal. Sa prosesong ito, ang molten polymer ay na-extruded nang pahalang sa pamamagitan ng flat, slot-type na T-die, na bumubuo ng isang unipormeng tinunaw na web. Ang web na ito ay mabilis na iginuhit sa ibabaw ng isa o higit pang high-speed, panloob na pinalamig na chill roll. Mabilis na natutunaw ang pagkatunaw kapag nadikit sa ibabaw ng malamig na roll. Ang mga cast film ay karaniwang nagtataglay ng mahuhusay na optical properties, malambot na pakiramdam, at magandang heat-sealability. Ang tumpak na kontrol sa die lip gap, chill roll temperature, at rotational speed ay nagbibigay-daan para sa tumpak na regulasyon ng kapal ng pelikula at kalidad ng ibabaw.

Nangungunang 6 na Polyolefin Film Extrusion na Hamon

Sa kabila ng kapanahunan ng teknolohiya ng extrusion, ang mga tagagawa ay madalas na nakakaranas ng isang serye ng mga paghihirap sa pagproseso sa praktikal na produksyon ng mga polyolefin films, lalo na kapag nagsusumikap para sa mataas na output, kahusayan, thinner gauge, at kapag gumagamit ng mga bagong high-performance resins. Ang mga isyung ito ay hindi lamang nakakaapekto sa katatagan ng produksyon ngunit direktang nakakaapekto sa kalidad at gastos ng panghuling produkto. Kabilang sa mga pangunahing hamon ang:

1. Melt Fracture (Sharkskin): Ito ay isa sa mga pinakakaraniwang depekto sa polyolefin film extrusion. Sa macroscopically, ito ay nagpapakita bilang panaka-nakang transverse ripples o isang hindi regular na magaspang na ibabaw sa pelikula, o sa mga malalang kaso, mas malinaw na mga pagbaluktot. Pangunahing nangyayari ang melt fracture kapag ang shear rate ng polymer melt na lumabas sa die ay lumampas sa isang kritikal na halaga, na humahantong sa stick-slip oscillations sa pagitan ng die wall at ng bulk melt, o kapag ang extensional stress sa die exit ay lumampas sa lakas ng pagkatunaw. Ang depektong ito ay lubos na nakompromiso ang mga optical na katangian ng pelikula (linaw, gloss), kinis ng ibabaw, at maaari ring pababain ang mga katangian ng mekanikal at hadlang nito.

2. Die Drool / Die Build-up: Ito ay tumutukoy sa unti-unting akumulasyon ng mga produkto ng polymer degradation, mababang molecular weight fractions, mahinang dispersed additives (hal., mga pigment, antistatic agent, slip agent), o mga gel mula sa resin sa die lip edges o sa loob ng die cavity. Maaaring matanggal ang mga deposito na ito sa panahon ng paggawa, na makontamina ang ibabaw ng pelikula at magdulot ng mga depekto gaya ng mga gel, streak, o mga gasgas, at sa gayon ay nakakaapekto sa hitsura at kalidad ng produkto. Sa malalang kaso, maaaring harangan ng die build-up ang die exit, na humahantong sa mga variation ng gauge, film tearing, at sa huli ay pinipilit na isara ang production line para sa die cleaning, na nagreresulta sa malaking pagkalugi sa production efficiency at raw material waste.

3. High Extrusion Pressure and Fluctuation: Sa ilang partikular na kundisyon, partikular na kapag nagpoproseso ng mga high-viscosity resins o gumagamit ng mas maliliit na die gaps, ang pressure sa loob ng extrusion system (lalo na sa extruder head at die) ay maaaring maging sobrang mataas. Ang mataas na presyon ay hindi lamang nagpapataas ng pagkonsumo ng enerhiya ngunit nagdudulot din ng panganib sa mahabang buhay ng kagamitan (hal., turnilyo, bariles, mamatay) at kaligtasan. Higit pa rito, ang hindi matatag na pagbabagu-bago sa presyon ng extrusion ay direktang nagdudulot ng mga pagkakaiba-iba sa natutunaw na output, na humahantong sa hindi pare-parehong kapal ng pelikula.

4. Limitadong Throughput: Upang maiwasan o mabawasan ang mga isyu tulad ng melt fracture at die build-up, kadalasang napipilitan ang mga manufacturer na bawasan ang extruder screw speed, at sa gayon ay nililimitahan ang output ng production line. Direktang naaapektuhan nito ang kahusayan sa produksyon at ang gastos sa pagmamanupaktura sa bawat yunit ng produkto, na nagpapahirap na matugunan ang mga pangangailangan sa merkado para sa malakihan, murang mga pelikula.

5. Kahirapan sa Pagkontrol sa Gauge: Ang kawalang-tatag sa daloy ng pagkatunaw, hindi pare-parehong pamamahagi ng temperatura sa buong die, at build-up ng die ay maaaring mag-ambag lahat sa mga pagkakaiba-iba sa kapal ng pelikula, parehong transversely at longitudinal. Nakakaapekto ito sa kasunod na pagganap ng pagpoproseso ng pelikula at mga katangian ng end-use.

6. Difficult Resin Changeover: Kapag nagpalipat-lipat sa iba't ibang uri o grado ng polyolefin resins, o kapag nagpapalit ng mga masterbatch ng kulay, ang natitirang materyal mula sa nakaraang run ay kadalasang mahirap i-purge nang lubusan mula sa extruder at mamatay. Ito ay humahantong sa pagsasama-sama ng luma at bagong mga materyales, pagbuo ng materyal na paglipat, pagpapahaba ng mga oras ng pagbabago, at pagtaas ng mga rate ng scrap.

Ang mga karaniwang hamon sa pagpoproseso na ito ay pumipigil sa mga pagsisikap ng mga tagagawa ng polyolefin film na pahusayin ang kalidad ng produkto at kahusayan sa produksyon, at nagdudulot din ng mga hadlang sa pag-aampon ng mga bagong materyales at mga advanced na diskarte sa pagproseso. Samakatuwid, ang paghahanap ng mga epektibong solusyon upang malampasan ang mga hamong ito ay mahalaga para sa matagal at malusog na pag-unlad ng buong industriya ng polyolefin film extrusion.

Mga Solusyon para sa Polyolefin Film Extrusion Process: Mga Polymer Processing Aids (PPAs)

Ang Polymer Processing Aids (PPAs) ay mga functional additives na ang pangunahing halaga ay nakasalalay sa pagpapabuti ng rheological behavior ng polymer melts sa panahon ng extrusion at pagbabago ng kanilang pakikipag-ugnayan sa mga surface ng kagamitan, at sa gayon ay nalalampasan ang isang hanay ng mga kahirapan sa pagproseso at pagpapahusay ng kahusayan sa produksyon at kalidad ng produkto.

1. Mga PPA na nakabatay sa fluoropolymer

Istruktura at Katangian ng Kemikal: Ang mga ito ay kasalukuyang pinakamalawak na ginagamit, mature sa teknolohiya, at nagpapakitang epektibong klase ng mga PPA. Ang mga ito ay karaniwang mga homopolymer o copolymer batay sa fluoroolefin monomer gaya ng vinylidene fluoride (VDF), hexafluoropropylene (HFP), at tetrafluoroethylene (TFE), na ang mga fluoroelastomer ang pinakakinatawan. Ang mga molecular chain ng mga PPA na ito ay mayaman sa high-bond-energy, low-polarity CF bonds, na nagbibigay ng mga natatanging katangian ng physicochemical: napakababang surface energy (katulad ng polytetrafluoroethylene/Teflon®), mahusay na thermal stability, at chemical inertness. Sa kritikal, ang mga fluoropolymer PPA sa pangkalahatan ay nagpapakita ng hindi magandang pagkakatugma sa mga non-polar polyolefin matrice (tulad ng PE, PP). Ang hindi pagkakatugma na ito ay isang pangunahing kinakailangan para sa kanilang epektibong paglipat sa mga metal na ibabaw ng die, kung saan sila ay bumubuo ng isang dynamic na lubricating coating.

Mga Kinatawan na Produkto: Ang mga nangungunang tatak sa pandaigdigang merkado para sa mga fluoropolymer PPA ay kinabibilangan ng Chemours' Viton™ FreeFlow™ series at 3M's Dynamar™ series, na may malaking bahagi sa merkado. Bukod pa rito, ang ilang partikular na grado ng fluoropolymer mula sa Arkema (Kynar® series) at Solvay (Tecnoflon®) ay ginagamit din bilang, o mga pangunahing bahagi sa, PPA formulations.

2. Silicone-based Processing Aids (PPAs)

Istruktura at Katangian ng Kemikal: Ang mga pangunahing aktibong sangkap sa klase ng mga PPA na ito ay mga polysiloxane, na karaniwang tinutukoy bilang mga silicone. Ang polysiloxane backbone ay binubuo ng mga alternating silicon at oxygen atoms (-Si-O-), na may mga organikong grupo (karaniwang methyl) na nakakabit sa mga silicon atoms. Ang natatanging molecular structure na ito ay nagbibigay ng mga silicone material na may napakababang surface tension, mahusay na thermal stability, mahusay na flexibility, at non-adhesive na katangian sa maraming substance. Katulad ng mga fluoropolymer PPA, ang mga silicone-based na PPA ay gumagana sa pamamagitan ng paglipat sa mga metal na ibabaw ng kagamitan sa pagpoproseso upang bumuo ng isang lubricating layer.

Mga Tampok ng Application: Bagama't nangingibabaw ang mga fluoropolymer PPA sa polyolefin film extrusion sector, ang mga silicone-based na PPA ay maaaring magpakita ng mga natatanging pakinabang o lumikha ng mga synergistic na epekto kapag ginamit sa mga partikular na sitwasyon ng aplikasyon o kasabay ng mga partikular na sistema ng resin. Halimbawa, maaaring isaalang-alang ang mga ito para sa mga application na nangangailangan ng napakababang coefficient ng friction o kung saan ang mga partikular na katangian ng ibabaw ay nais para sa huling produkto.

Nahaharap sa Mga Pagbabawal sa Fluoropolymer o Mga Hamon sa Supply ng PTFE?

Lutasin ang Polyolefin Film Extrusion Challenges gamit ang PFAS-Free PPA Solutions-Mga additives ng Fluorine Free Polymer ng SILIKE

Gumagawa ang SILIKE ng maagap na diskarte sa mga produkto nitong serye ng SILIMER, na nag-aalok ng makabagongPFAS-free polymer processing aid (PPAs). Nagtatampok ang komprehensibong linya ng produkto na ito ng 100% purong PFAS-free PPA,Mga additives ng PPA Polymer na walang fluorine, atMga masterbatch ng PPA na walang PFAS at walang fluorine.Niinaalis ang pangangailangan para sa fluorine additives, ang mga pantulong sa pagpoproseso na ito ay makabuluhang nagpapahusay sa proseso ng pagmamanupaktura para sa LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP, at iba't ibang proseso ng polyolefin film extrusion. Naaayon ang mga ito sa pinakabagong mga regulasyon sa kapaligiran habang pinapalakas din ang kahusayan sa produksyon, pinapaliit ang downtime, at pinapabuti ang pangkalahatang kalidad ng produkto. Ang mga PPA na walang PFAS ng SILIKE ay nagdudulot ng mga benepisyo sa panghuling produkto, kabilang ang pag-aalis ng natutunaw na bali (balat ng pating), pinahusay na kinis, at napakahusay na kalidad ng ibabaw.

Kung nahihirapan ka sa epekto ng pagbabawal ng fluoropolymer o kakulangan ng PTFE sa iyong mga proseso ng polymer extrusion, nag-aalok ang SILIKEmga alternatibo sa fluoropolymer PPAs/PTFE, Mga additives na walang PFAS para sa paggawa ng pelikulana iniakma upang matugunan ang iyong mga pangangailangan, nang walang kinakailangang mga pagbabago sa proseso.