Haberler

Poliolefinlere ve Film Ekstrüzyonuna Giriş

Etilen ve propilen gibi olefin monomerlerinden sentezlenen makromoleküler malzemeler sınıfı olan poliolefinler, dünya çapında en yaygın üretilen ve kullanılan plastiklerdir. Yaygınlıkları, düşük maliyet, mükemmel işlenebilirlik, olağanüstü kimyasal kararlılık ve özelleştirilebilir fiziksel özellikler de dahil olmak üzere olağanüstü bir özellik kombinasyonundan kaynaklanmaktadır. Poliolefinlerin çeşitli uygulamaları arasında film ürünleri, gıda ambalajı, tarım örtüleri, endüstriyel ambalaj, tıbbi ve hijyen ürünleri ve günlük tüketim mallarında kritik işlevler görerek çok önemli bir konuma sahiptir. Film üretiminde kullanılan en yaygın poliolefin reçineleri arasında polietilen (PE) – Lineer Düşük Yoğunluklu Polietilen (LLDPE), Düşük Yoğunluklu Polietilen (LDPE) ve Yüksek Yoğunluklu Polietilen (HDPE) – ve polipropilen (PP) yer almaktadır.

Poliolefin filmlerin üretimi esas olarak ekstrüzyon teknolojisine dayanır; şişirme film ekstrüzyonu ve dökme film ekstrüzyonu ise iki temel işlemdir.

1. Şişirme Film Ekstrüzyon Prosesi

Şişirme film ekstrüzyonu, poliolefin filmlerin üretiminde en yaygın yöntemlerden biridir. Temel prensip, erimiş bir polimerin halka şeklindeki bir kalıptan dikey olarak yukarı doğru ekstrüzyon edilmesi ve ince duvarlı tüp şeklinde bir parison oluşturulmasıdır. Daha sonra, bu parisonun içine sıkıştırılmış hava verilir ve bu da kalıbın çapından önemli ölçüde daha büyük bir çapa sahip bir kabarcık şeklinde şişmesine neden olur. Kabarcık yükselirken, dış bir hava halkası tarafından zorla soğutulur ve katılaştırılır. Soğutulmuş kabarcık daha sonra bir dizi sıkıştırma silindiri (genellikle bir çökme çerçevesi veya A-çerçeve aracılığıyla) tarafından çökertilir ve daha sonra bir ruloya sarılmadan önce çekme silindirleri tarafından çekilir. Şişirme film işlemi tipik olarak çift eksenli yönelimli filmler üretir; bu, çekme dayanımı, yırtılma direnci ve darbe dayanımı gibi mekanik özelliklerin hem makine yönünde (MD) hem de enine yönde (TD) iyi bir dengesini sergiledikleri anlamına gelir. Film kalınlığı ve mekanik özellikleri, şişirme oranı (BUR – kabarcık çapının kalıp çapına oranı) ve çekme oranı (DDR – çekme hızının ekstrüzyon hızına oranı) ayarlanarak kontrol edilebilir.

2. Dökme Film Ekstrüzyon Prosesi

Dökme film ekstrüzyonu, özellikle üstün optik özellikler (örneğin, yüksek şeffaflık, yüksek parlaklık) ve mükemmel kalınlık homojenliği gerektiren filmlerin üretimi için uygun olan, poliolefin filmler için hayati önem taşıyan bir diğer üretim sürecidir. Bu işlemde, erimiş polimer, düz, yarık tipi bir T kalıbından yatay olarak ekstrüde edilerek homojen bir erimiş ağ oluşturulur. Bu ağ daha sonra bir veya daha fazla yüksek hızlı, içten soğutmalı soğutma silindirinin yüzeyine hızla çekilir. Erimiş malzeme, soğutma silindiri yüzeyiyle temas ettiğinde hızla katılaşır. Dökme filmler genellikle mükemmel optik özelliklere, yumuşak bir dokuya ve iyi ısı yalıtım özelliğine sahiptir. Kalıp ağzı aralığı, soğutma silindiri sıcaklığı ve dönüş hızı üzerindeki hassas kontrol, film kalınlığının ve yüzey kalitesinin doğru bir şekilde düzenlenmesine olanak tanır.

Poliolefin Film Ekstrüzyonunda Karşılaşılan En Önemli 6 Zorluk

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

1. Erime Kırılması (Köpekbalığı Derisi): Bu, poliolefin film ekstrüzyonunda en sık görülen kusurlardan biridir. Makroskobik olarak, film üzerinde periyodik enine dalgalanmalar veya düzensiz pürüzlü bir yüzey olarak kendini gösterir veya ciddi durumlarda daha belirgin bozulmalara yol açar. Erime kırılması, esas olarak kalıptan çıkan polimer eriyiğinin kayma hızı kritik bir değeri aştığında, kalıp duvarı ile eriyik kütlesi arasında yapışma-kayma salınımlarına yol açtığında veya kalıp çıkışındaki uzama gerilimi eriyik dayanımını aştığında meydana gelir. Bu kusur, filmin optik özelliklerini (berraklık, parlaklık), yüzey düzgünlüğünü ciddi şekilde tehlikeye atar ve ayrıca mekanik ve bariyer özelliklerini de bozabilir.

2. Kalıp Damlaması / Kalıp Birikimi: Bu, polimer bozunma ürünlerinin, düşük molekül ağırlıklı fraksiyonların, kötü dağılmış katkı maddelerinin (örneğin, pigmentler, antistatik maddeler, kayganlaştırıcı maddeler) veya reçineden kaynaklanan jellerin kalıp ağzı kenarlarında veya kalıp boşluğunda kademeli olarak birikmesini ifade eder. Bu birikintiler üretim sırasında koparak film yüzeyini kirletebilir ve jel, çizgi veya çizik gibi kusurlara neden olarak ürünün görünümünü ve kalitesini etkileyebilir. Ciddi durumlarda, kalıp birikimi kalıp çıkışını tıkayarak kalınlık farklılıklarına, film yırtılmasına ve nihayetinde kalıp temizliği için üretim hattının durmasına yol açarak üretim verimliliğinde önemli kayıplara ve hammadde israfına neden olabilir.

3. Yüksek Ekstrüzyon Basıncı ve Dalgalanmaları: Özellikle yüksek viskoziteli reçineler işlenirken veya daha küçük kalıp aralıkları kullanılırken, ekstrüzyon sistemi içindeki basınç (özellikle ekstrüder başlığında ve kalıpta) aşırı derecede yüksek olabilir. Yüksek basınç sadece enerji tüketimini artırmakla kalmaz, aynı zamanda ekipman ömrü (örneğin, vida, namlu, kalıp) ve güvenlik açısından da risk oluşturur. Dahası, ekstrüzyon basıncındaki kararsız dalgalanmalar doğrudan eriyik çıkışında değişikliklere neden olarak düzensiz film kalınlığına yol açar.

4. Sınırlı Üretim Kapasitesi: Erime kırılması ve kalıp birikmesi gibi sorunları önlemek veya hafifletmek için üreticiler genellikle ekstrüder vida hızını düşürmek zorunda kalırlar, bu da üretim hattının çıktısını sınırlar. Bu durum, üretim verimliliğini ve ürün birimi başına üretim maliyetini doğrudan etkileyerek, büyük ölçekli, düşük maliyetli filmlere yönelik pazar taleplerini karşılamayı zorlaştırır.

5. Kalınlık Kontrolünde Zorluk: Erime akışındaki kararsızlık, kalıp boyunca düzensiz sıcaklık dağılımı ve kalıpta birikme, film kalınlığında hem enine hem de boyuna yönde değişikliklere katkıda bulunabilir. Bu durum, filmin sonraki işleme performansını ve son kullanım özelliklerini etkiler.

6. Reçine Değişiminde Zorluk: Farklı tip veya kalitedeki poliolefin reçineleri arasında geçiş yaparken veya renk masterbatch'lerini değiştirirken, önceki üretimden kalan artık malzemenin ekstrüder ve kalıptan tamamen temizlenmesi genellikle zordur. Bu durum, eski ve yeni malzemelerin karışmasına, geçiş malzemesi oluşmasına, geçiş sürelerinin uzamasına ve hurda oranlarının artmasına yol açar.

Bu yaygın işleme zorlukları, poliolefin film üreticilerinin ürün kalitesini ve üretim verimliliğini artırma çabalarını kısıtlamakta ve ayrıca yeni malzemelerin ve gelişmiş işleme tekniklerinin benimsenmesine engel teşkil etmektedir. Bu nedenle, bu zorlukların üstesinden gelmek için etkili çözümler aramak, tüm poliolefin film ekstrüzyon endüstrisinin sürdürülebilir ve sağlıklı gelişimi için çok önemlidir.

Poliolefin Film Ekstrüzyon Prosesi için Çözümler: Polimer İşleme Yardımcıları (PPA'lar)

Polimer İşleme Yardımcıları (PPA'lar), ekstrüzyon sırasında polimer eriyiklerinin reolojik davranışını iyileştirmek ve ekipman yüzeyleriyle etkileşimlerini değiştirmek suretiyle bir dizi işleme zorluğunun üstesinden gelmeyi ve üretim verimliliğini ve ürün kalitesini artırmayı amaçlayan fonksiyonel katkı maddeleridir.

1. Floropolimer bazlı PPA'lar

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

Temsilci Ürünler: Floropolimer PPA'lar için küresel pazarda önde gelen markalar arasında Chemours'un Viton™ FreeFlow™ serisi ve 3M'in Dynamar™ serisi yer almaktadır ve bu markalar önemli bir pazar payına sahiptir. Ayrıca, Arkema'nın (Kynar® serisi) ve Solvay'in (Tecnoflon®) bazı floropolimer çeşitleri de PPA formülasyonlarında kullanılmakta veya temel bileşenler arasında yer almaktadır.

2. Silikon Bazlı İşleme Yardımcıları (PPA'lar)

Kimyasal Yapı ve Özellikler: Bu PPA sınıfındaki birincil aktif bileşenler, genellikle silikon olarak adlandırılan polisiloksanlardır. Polisiloksan omurgası, silikon atomlarına bağlı organik gruplarla (tipik olarak metil) birlikte, alternatif silikon ve oksijen atomlarından (-Si-O-) oluşur. Bu eşsiz moleküler yapı, silikon malzemelerine çok düşük yüzey gerilimi, mükemmel termal kararlılık, iyi esneklik ve birçok maddeye karşı yapışmazlık özellikleri kazandırır. Floropolimer PPA'lara benzer şekilde, silikon bazlı PPA'lar, işleme ekipmanının metal yüzeylerine göç ederek yağlayıcı bir tabaka oluşturarak işlev görür.

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

Floropolimer yasaklarıyla mı yoksa PTFE tedarik sorunlarıyla mı karşı karşıyasınız?

PFAS içermeyen PPA çözümleriyle poliolefin film ekstrüzyon zorluklarının üstesinden gelin.-SILIKE'ın Flor İçermeyen Polimer Katkı Maddeleri

SILIKE, SILIMER serisi ürünlerinde yenilikçi yaklaşımlar sunarak proaktif bir tutum sergiliyor.PFAS içermeyen polimer işleme yardımcıları (PPA'lar)Bu kapsamlı ürün serisi, %100 saf, PFAS içermeyen PPA'lar içermektedir.flor içermeyen PPA Polimer katkı maddeleri, VePFAS içermeyen ve flor içermeyen PPA masterbatch'leri.İleflor katkı maddelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmakBu işleme yardımcıları, LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP ve çeşitli poliolefin film ekstrüzyon işlemleri için üretim sürecini önemli ölçüde iyileştirir. En son çevre düzenlemelerine uyum sağlarken aynı zamanda üretim verimliliğini artırır, arıza sürelerini en aza indirir ve genel ürün kalitesini iyileştirir. SILIKE'ın PFAS içermeyen PPA'ları, erime kırılmasının (köpekbalığı derisi görünümü) ortadan kaldırılması, gelişmiş pürüzsüzlük ve üstün yüzey kalitesi de dahil olmak üzere nihai ürüne faydalar sağlar.

Polimer ekstrüzyon süreçlerinizde floropolimer yasaklarının veya PTFE kıtlığının etkileriyle mücadele ediyorsanız, SILIKE size çözüm sunuyor.floropolimer PPA'lar/PTFE'ye alternatifler, Film üretiminde PFAS içermeyen katkı maddeleriİhtiyaçlarınıza göre uyarlanmış, süreçte herhangi bir değişiklik gerektirmeyen çözümler.