Haberler

Poliolefinler ve Film Ekstrüzyonuna Giriş

Etilen ve propilen gibi olefin monomerlerinden sentezlenen bir makromoleküler malzeme sınıfı olan poliolefinler, küresel olarak en yaygın üretilen ve kullanılan plastiklerdir. Yaygınlıkları, düşük maliyet, mükemmel işlenebilirlik, olağanüstü kimyasal kararlılık ve özelleştirilebilir fiziksel özellikler gibi olağanüstü bir özellik kombinasyonundan kaynaklanmaktadır. Poliolefinlerin çeşitli uygulamaları arasında, film ürünleri gıda ambalajlarında, tarımsal kaplamalarda, endüstriyel ambalajlarda, tıbbi ve hijyen ürünlerinde ve günlük tüketim mallarında kritik işlevlere hizmet ederek üstün bir konuma sahiptir. Film üretimi için kullanılan en yaygın poliolefin reçineleri arasında polietilen (PE) - Doğrusal Düşük Yoğunluklu Polietilen (LLDPE), Düşük Yoğunluklu Polietilen (LDPE) ve Yüksek Yoğunluklu Polietilen (HDPE) - ve polipropilen (PP) bulunur.

Poliolefin filmlerin üretimi esas olarak ekstrüzyon teknolojisine dayanır ve Üflemeli Film Ekstrüzyonu ve Döküm Film Ekstrüzyonu iki temel işlemdir.

1. Üflemeli Film Ekstrüzyon İşlemi

Üflemeli film ekstrüzyonu, poliolefin filmler üretmek için en yaygın yöntemlerden biridir. Temel prensip, erimiş bir polimeri halka şeklindeki bir kalıptan dikey olarak yukarı doğru ekstrüde ederek ince duvarlı boru şeklindeki bir parison oluşturmayı içerir. Daha sonra, bu parisonun içine basınçlı hava verilir ve kalıbın çapından önemli ölçüde daha büyük bir çapa sahip bir baloncuğa şişmesine neden olur. Baloncuk yükseldikçe, harici bir hava halkası tarafından zorla soğutulur ve katılaştırılır. Soğutulmuş balon daha sonra bir dizi sıkıştırma silindiri tarafından (genellikle çöken bir çerçeve veya A çerçevesi aracılığıyla) çökertilir ve daha sonra bir ruloya sarılmadan önce çekme silindirleri tarafından çekilir. Üflemeli film işlemi genellikle çift eksenli yönelime sahip filmler üretir, yani hem makine yönünde (MD) hem de enine yönde (TD) çekme mukavemeti, yırtılma direnci ve darbe mukavemeti gibi mekanik özelliklerin iyi bir dengesini gösterirler. Film kalınlığı ve mekanik özellikler, şişirme oranı (BUR – kabarcık çapının kalıp çapına oranı) ve çekme oranı (DDR – sarma hızının ekstrüzyon hızına oranı) ayarlanarak kontrol edilebilir.

2. Döküm Film Ekstrüzyon İşlemi

Döküm film ekstrüzyonu, özellikle üstün optik özellikler (örneğin, yüksek berraklık, yüksek parlaklık) ve mükemmel kalınlık düzgünlüğü gerektiren filmlerin üretimi için uygun olan poliolefin filmler için bir diğer hayati üretim sürecidir. Bu işlemde, erimiş polimer, düz, yuva tipi bir T kalıbından yatay olarak ekstrüde edilerek düzgün bir erimiş ağ oluşturulur. Bu ağ daha sonra hızla bir veya daha fazla yüksek hızlı, içten soğutulmuş soğutma silindirinin yüzeyine çekilir. Eriyik, soğuk silindir yüzeyiyle temas ettiğinde hızla katılaşır. Döküm filmler genellikle mükemmel optik özelliklere, yumuşak bir his ve iyi ısıyla kapatılabilirliğe sahiptir. Kalıp dudak boşluğu, soğutma silindiri sıcaklığı ve dönüş hızı üzerindeki hassas kontrol, film kalınlığının ve yüzey kalitesinin doğru bir şekilde düzenlenmesini sağlar.

Poliolefin Film Ekstrüzyonunun En Önemli 6 Zorluğu

Ekstrüzyon teknolojisinin olgunluğuna rağmen, üreticiler poliolefin filmlerin pratik üretiminde, özellikle yüksek çıktı, verimlilik, daha ince ölçüler ve yeni yüksek performanslı reçineler kullanırken sıklıkla bir dizi işleme zorluğuyla karşılaşmaktadır. Bu sorunlar yalnızca üretim istikrarını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda nihai ürün kalitesini ve maliyetini de doğrudan etkiler. Temel zorluklar şunlardır:

1. Eriyik Kırığı (Köpekbalığı Derisi): Bu, poliolefin film ekstrüzyonunda en yaygın kusurlardan biridir. Makroskopik olarak, filmde periyodik enine dalgalanmalar veya düzensiz pürüzlü bir yüzey veya ciddi durumlarda daha belirgin bozulmalar olarak ortaya çıkar. Eriyik kırığı, esas olarak, kalıptan çıkan polimer eriyiğinin kayma hızı kritik bir değeri aştığında, kalıp duvarı ile toplu eriyik arasında yapışma-kayma salınımlarına yol açtığında veya kalıp çıkışındaki ekstansiyonel gerilim eriyik mukavemetini aştığında meydana gelir. Bu kusur, filmin optik özelliklerini (berraklık, parlaklık), yüzey pürüzsüzlüğünü ciddi şekilde tehlikeye atar ve ayrıca mekanik ve bariyer özelliklerini de bozabilir.

2. Kalıp Salyası / Kalıp Birikimi: Bu, polimer bozunma ürünlerinin, düşük molekül ağırlıklı fraksiyonların, zayıf dağılmış katkı maddelerinin (örneğin, pigmentler, antistatik maddeler, kaydırıcı maddeler) veya reçineden kalıp dudak kenarlarında veya kalıp boşluğunda jellerin kademeli olarak birikmesini ifade eder. Bu tortular üretim sırasında ayrılabilir, film yüzeyini kirletebilir ve jeller, çizgiler veya çizikler gibi kusurlara neden olabilir ve böylece ürün görünümünü ve kalitesini etkileyebilir. Ciddi durumlarda, kalıp birikmesi kalıp çıkışını tıkayabilir, ölçü değişikliklerine, film yırtılmasına ve nihayetinde kalıp temizliği için üretim hattının kapatılmasına neden olabilir ve bu da üretim verimliliğinde önemli kayıplara ve hammadde israfına neden olur.

3. Yüksek Ekstrüzyon Basıncı ve Dalgalanması: Belirli koşullar altında, özellikle yüksek viskoziteli reçineleri işlerken veya daha küçük kalıp boşlukları kullanırken, ekstrüzyon sistemi içindeki basınç (özellikle ekstrüder kafasında ve kalıpta) aşırı derecede yüksek olabilir. Yüksek basınç yalnızca enerji tüketimini artırmakla kalmaz, aynı zamanda ekipmanın uzun ömürlülüğü (örneğin vida, namlu, kalıp) ve güvenliği için de risk oluşturur. Dahası, ekstrüzyon basıncındaki dengesiz dalgalanmalar doğrudan eriyik çıktısında değişikliklere neden olarak homojen olmayan film kalınlığına yol açar.

4. Sınırlı Verim: Eriyik kırılması ve kalıp birikmesi gibi sorunları önlemek veya azaltmak için, üreticiler genellikle ekstruder vida hızını düşürmek zorunda kalırlar, bu da üretim hattının çıktısını sınırlar. Bu, doğrudan üretim verimliliğini ve ürün birimi başına üretim maliyetini etkiler ve büyük ölçekli, düşük maliyetli filmlere yönelik pazar taleplerini karşılamayı zorlaştırır.

5. Ölçü Kontrolünde Zorluk: Eriyik akışındaki dengesizlik, kalıp boyunca homojen olmayan sıcaklık dağılımı ve kalıp birikmesi, hem enine hem de boyuna film kalınlığındaki değişikliklere katkıda bulunabilir. Bu, filmin sonraki işleme performansını ve son kullanım özelliklerini etkiler.

6. Zor Reçine Değişimi: Farklı tip veya derecelerdeki poliolefin reçineleri arasında geçiş yaparken veya renkli ana partileri değiştirirken, önceki çalışmadan kalan artık malzemenin ekstrüderden ve kalıptan tamamen temizlenmesi genellikle zordur. Bu, eski ve yeni malzemelerin karışmasına, geçiş malzemesinin oluşmasına, değişim sürelerinin uzamasına ve hurda oranlarının artmasına neden olur.

Bu yaygın işleme zorlukları, poliolefin film üreticilerinin ürün kalitesini ve üretim verimliliğini artırma çabalarını kısıtlar ve ayrıca yeni malzemelerin ve gelişmiş işleme tekniklerinin benimsenmesinin önünde engeller oluşturur. Bu nedenle, bu zorlukların üstesinden gelmek için etkili çözümler aramak, tüm poliolefin film ekstrüzyon endüstrisinin sürdürülebilir ve sağlıklı gelişimi için hayati önem taşır.

Poliolefin Film Ekstrüzyon Prosesi için Çözümler: Polimer İşleme Yardımcıları (PPAs)

Polimer İşleme Yardımcıları (PPAs), ekstrüzyon sırasında polimer eriyiklerinin reolojik davranışını iyileştirmek ve ekipman yüzeyleriyle etkileşimlerini değiştirmek, böylece bir dizi işleme zorluğunun üstesinden gelmek ve üretim verimliliğini ve ürün kalitesini artırmak temel değerine sahip fonksiyonel katkı maddeleridir.

1. Floropolimer bazlı PPA'lar

Kimyasal Yapı ve Özellikler: Bunlar şu anda en yaygın kullanılan, teknolojik olarak olgun ve kanıtlanabilir şekilde etkili PPA sınıfıdır. Bunlar tipik olarak viniliden florür (VDF), hekzafloropropilen (HFP) ve tetrafloroetilen (TFE) gibi floroolefin monomerlerine dayalı homopolimerler veya kopolimerlerdir ve floroelastomerler en temsili olanlardır. Bu PPA'ların moleküler zincirleri, benzersiz fizikokimyasal özellikler kazandıran yüksek bağ enerjili, düşük polariteli CF bağları açısından zengindir: son derece düşük yüzey enerjisi (politetrafloroetilen/Teflon®'a benzer), mükemmel termal kararlılık ve kimyasal atalet. Kritik olarak, floropolimer PPA'lar genellikle polar olmayan poliolefin matrislerle (PE, PP gibi) zayıf uyumluluk gösterir. Bu uyumsuzluk, dinamik bir yağlama kaplaması oluşturdukları kalıbın metal yüzeylerine etkili bir şekilde göç etmeleri için önemli bir ön koşuldur.

Temsili Ürünler: Küresel floropolimer PPA pazarındaki lider markalar arasında Chemours'un Viton™ FreeFlow™ serisi ve 3M'in Dynamar™ serisi yer alır ve bunlar önemli bir pazar payına sahiptir. Ek olarak, Arkema'dan (Kynar® serisi) ve Solvay'dan (Tecnoflon®) belirli floropolimer sınıfları da PPA formülasyonlarında kullanılır veya temel bileşenlerdir.

2. Silikon Bazlı İşleme Yardımcıları (PPAs)

Kimyasal Yapı ve Özellikler: Bu PPA sınıfındaki birincil aktif bileşenler, genellikle silikonlar olarak adlandırılan polisiloksanlardır. Polisiloksan omurgası, silikon atomlarına organik gruplar (tipik olarak metil) bağlı, dönüşümlü silikon ve oksijen atomlarından (-Si-O-) oluşur. Bu benzersiz moleküler yapı, silikon malzemelere çok düşük yüzey gerilimi, mükemmel termal kararlılık, iyi esneklik ve birçok maddeye karşı yapışmayan özellikler kazandırır. Floropolimer PPA'lara benzer şekilde, silikon bazlı PPA'lar, bir yağlama tabakası oluşturmak için işleme ekipmanının metal yüzeylerine göç ederek işlev görür.

Uygulama Özellikleri: Floropolimer PPA'lar poliolefin film ekstrüzyon sektörüne hakim olsa da, silikon bazlı PPA'lar belirli uygulama senaryolarında veya belirli reçine sistemleriyle birlikte kullanıldığında benzersiz avantajlar sergileyebilir veya sinerjik etkiler yaratabilir. Örneğin, son derece düşük sürtünme katsayıları gerektiren veya nihai ürün için belirli yüzey özelliklerinin istendiği uygulamalar için düşünülebilirler.

Floropolimer Yasakları mı, PTFE Tedarik Zorlukları mı?

PFAS İçermeyen PPA Çözümleriyle Poliolefin Film Ekstrüzyon Zorluklarını Çözün-SILIKE'nin Florsuz Polimer katkı maddeleri

SILIKE, yenilikçi çözümler sunan SILIMER serisi ürünleriyle proaktif bir yaklaşım sergiliyor.PFAS içermeyen polimer işleme yardımcıları (PPAs)). Bu kapsamlı ürün yelpazesi %100 saf PFAS içermeyen PPA'ları içerir.florürsüz PPA Polimer katkı maddeleri, VePFAS içermeyen ve florür içermeyen PPA masterbatch'leri.İleflorür katkı maddelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmak, bu işleme yardımcıları LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP ve çeşitli poliolefin film ekstrüzyon süreçleri için üretim sürecini önemli ölçüde iyileştirir. En son çevre düzenlemeleriyle uyumludur ve aynı zamanda üretim verimliliğini artırır, duruş süresini en aza indirir ve genel ürün kalitesini iyileştirir. SILIKE'nin PFAS içermeyen PPA'ları, eriyik kırılmasının (köpekbalığı derisi) ortadan kaldırılması, gelişmiş pürüzsüzlük ve üstün yüzey kalitesi gibi nihai ürüne faydalar sağlar.

Polimer ekstrüzyon süreçlerinizde floropolimer yasaklarının veya PTFE kıtlığının etkisiyle mücadele ediyorsanız, SILIKE şunları sunar:floropolimer PPAS/PTFE'ye alternatifler, Film üretimi için PFAS içermeyen katkı maddeleriİhtiyaçlarınıza göre uyarlanmış, hiçbir işlem değişikliği gerektirmeyen.