Dlaczego podczas wytłaczania folii PE dochodzi do pękania stopu?

Pęknięcie stopu jest jedną z najczęstszych wad powierzchniowych w wytłaczaniu folii polietylenowej (PE), szczególnie w przypadku szybkiego przetwarzania LLDPE, HDPE i mLLDPE.

Zwykle wygląda to tak:

• Faktura powierzchni skóry rekina

• Szorstki lub nieregularny wygląd filmu

• Niestabilność przepływu na wyjściu z matrycy

• Utrata przejrzystości optycznej

Przyczyna główna

Pęknięcie stopu jest spowodowane niestabilnością przepływu międzyfazowego, gdy stop polimeru przechodzi przez matrycę pod wpływem dużego naprężenia ścinającego.

Gdy naprężenie ścinające przekroczy próg krytyczny:

• Stop polimeru nie może utrzymać płynnego przepływu

• Zachowanie stick-slip występuje na ściance matrycy

• Warstwa powierzchniowa pęka okresowo

Sytuacja staje się poważniejsza, gdy:

• Wytłaczanie z dużą prędkością

• Wąskie szczeliny matrycy

• Żywice o dużej masie cząsteczkowej

• Gatunki PE na bazie metalocenu

Dlaczego stosuje się tradycyjne fluoropolimerowe PPA?

Od dziesięcioleci w rozwiązywaniu problemów pękania stopu podczas wytłaczania folii PE stosuje się środki wspomagające przetwarzanie polimerów (PPA) na bazie fluoropolimerów.

Działają poprzez:

• Migracja do powierzchni matrycy

• Tworzenie powłoki fluorowanej o niskiej energii powierzchniowej

• Zmniejszenie tarcia stopu i matrycy

• Umożliwienie poślizgu ściennego

Pomaga to ustabilizować przepływ stopu i wyeliminować wady typu „skórka rekina”.

Jednak rosnąca presja regulacyjna na substancje zawierające PFAS zmienia podejście przetwórców do tego rozwiązania.

Dlaczego producenci szukają rozwiązań bez fluoropolimerów

Odejście od fluoropolimerowych PPA wynika z następujących powodów:

Presja regulacyjna

• Propozycje dotyczące ograniczeń PFAS w ramach unijnego rozporządzenia REACH

• Wymagania amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) dotyczące raportowania PFAS zgodnie z TSCA

• Globalne inicjatywy monitorowania PFAS

Wymagania OEM i marki

• Wymagania dotyczące opakowań wolnych od PFAS

• Audyty zgodności ze zrównoważonym rozwojem

• Cele gospodarki o obiegu zamkniętym

Zagadnienia techniczne i operacyjne

• Pozostałości fluoropolimerów w strumieniach recyklingu

• Ryzyko związane z kwalifikacją eksportową

• Niepewność w łańcuchu dostaw

W związku z tym podmioty przetwarzające aktywnie poszukują:

Jak wyeliminować pękanie stopu bez fluoropolimerów

Czy pękanie stopu można wyeliminować bez stosowania fluoropolimerów?

Tak.

Większość producentów dodatków do polimerów wprowadziła na rynek środki wspomagające przetwarzanie niezawierające PFAS, co stanowi alternatywne podejście, które nie opiera się na fluorowanych powłokach powierzchniowych.

Zamiast tworzyć trwałą powłokę fluoropolymerową, systemy te działają poprzez dynamiczną kontrolę smarowania interfejsu.

W jaki sposób przetwarzanie bez PFAS pomaga wyeliminować pękanie stopu

PPA niezawierające PFAS (szczególnie systemy na bazie silikonu) zmniejszają pękanie stopu poprzez inny mechanizm:

1. Stabilizacja poślizgu międzyfazowego

Modyfikują interakcję między stopionym polimerem a powierzchnią matrycy, zmniejszając niestabilność związaną z efektem stick-slip.

2. Zmniejszone wahania naprężeń ścinających

Wygładzając zachowanie przepływu na poziomie molekularnym, minimalizują nagłe zmiany naprężeń na wyjściu z matrycy.

3. Dynamiczne tworzenie warstwy smarującej

Na granicy faz tworzy się samoregulująca się warstwa molekularna, która na bieżąco stabilizuje warunki wytłaczania.

4. Poprawiona jednorodność przepływu stopu

Stop polimeru utrzymuje bardziej spójny profil prędkości w całej matrycy.

SILIMER PPA bez PFAS do eliminacji pęknięć stopowych

SILIKE SILIMER Środki wspomagające przetwarzanie bez PFASsą zaprojektowane specjalnie do systemów wytłaczania poliolefin, w których podczas produkcji folii wymagana jest duża stabilność prędkości i wysoka jakość powierzchni.

Są one opracowywane jako alternatywa dla fluoropolimerów PPA w przypadku:

• Ekstruzja folii LLDPE

• Przetwarzanie folii HDPE

• Linie do szybkiego rozdmuchiwania folii mLLDPE

Jak działa technologia SILIMER PFAS-Free Processing Aid, alternatywa dla fluoropolimerowych PPA

Korzyści wydajnościowe serii SILIKE SILIMER Alternatywne rozwiązania bez PFAS i fluoru w wytłaczaniu folii PE

Zastosowane w systemach produkcji folii PE środki pomocnicze SILIKE SILIMER z serii Non-PFAS mogą pomóc:

♦ Wyeliminuj pęknięcia stopowe i wady typu „skóra rekina”

♦ Poprawia gładkość powierzchni i utrzymuje przejrzystość optyczną

♦ Zmniejsz ciśnienie wytłaczania

♦ Zwiększenie stabilności przepustowości

♦ Zmniejszenie ilości matryc i przestojów

♦ Utrzymanie stabilnej wydajności przy dużych prędkościach linii

Gdzie PPA bez PFAS są najskuteczniejsze

Są one szeroko stosowane w:

Wytłaczanie folii metodą rozdmuchową

• Folie LLDPE i mLLDPE
• Produkcja cienkich warstw z dużą prędkością
• Zastosowania folii opakowaniowych

Wytłaczanie folii odlewanej

• Folie optyczne i opakowaniowe
• Struktury wielowarstwowe

Systemy folii HDPE

• Folie przemysłowe
• Opakowania formujące, napełniające i zamykające (FFS) o dużej wytrzymałości

Przetwarzanie poliolefin pochodzących z recyklingu

• Stabilizacja niejednolitego zachowania przepływu stopu

Jak zoptymalizować eliminację pęknięć stopowych bez fluoropolimerów

Aby uzyskać najlepsze wyniki, przetwórcy zazwyczaj stosują następujące podejście:

Krok 1: Określ warunki bazowe

• Rejestruj aktualne ciśnienie, wydajność i poziom defektu

Krok 2: Wprowadź PPA bez PFAS

• Dodawać w zalecanych, niskich dawkach
• Zapewnij właściwą dyspersję na etapie masterbatchu lub mieszania

Krok 3: Stabilizacja zachowania interfejsu

• Pozwól systemowi osiągnąć równowagę smarowania w stanie ustalonym

Krok 4: Optymalizacja parametrów przetwarzania

• Dostosuj profil temperatury
• Dokładna regulacja prędkości linii i śruby

Krok 5: Sprawdź jakość filmu

• Sprawdź gładkość powierzchni
• Monitoruj stabilność zamglenia i połysku
• Oceń stabilność długoterminową

PPA bez PFAS i fluoropolimerowe w kontroli pęknięć stopowych

Praktyczne rozwiązania dla stabilnego i szybkiego przetwarzania folii polietylenowych

Porównanie rzeczywistych danych: seria SILIKE SILIMER, PPA bez fluoru i środek wspomagający przetwarzanie bez PFAS

Często zadawane pytania

Czy pękanie stopu można całkowicie wyeliminować bez użycia fluoropolimerów?

Tak. Seria SILIKE SILIMER, wolna od PFAS, PPA może całkowicie wyeliminować pękanie stopu w większości systemów wytłaczania folii PE po odpowiedniej optymalizacji.

Czy PPA niezawierające PFAS wpływają na przejrzystość i połysk folii?

Nie powoduje istotnych negatywnych skutków przy stosowaniu w zalecanych dawkach.

Czy roztwory bezfluorowe nadają się do wytłaczania z dużą prędkością?

Tak. Seria SILIKE SILIMER, niezawierająca PFAS, wspomaga proces produkcji polimerów, jest przeznaczona do pracy w warunkach dużego ścinania i dużej przepustowości.

Czy PPA bez PFAS można stosować z przetworzonym PE?

Tak. Seria SILIKE SILIMER to wolne od PFAS poliolefiny PPA, które mogą poprawić stabilność w procesie przetwarzania poliolefin poddanych recyklingowi.

Wniosek

Pękanie stopu w procesie wytłaczania folii PE jest zasadniczo problemem niestabilności przepływu spowodowanym tarciem międzyfazowym na powierzchni matrycy.

Chociaż historycznie do rozwiązania tego problemu stosowano fluoropolimerowe PPA,Środki wspomagające przetwarzanie bez PFASstanowią obecnie realną i coraz bardziej preferowaną alternatywę.

Rozwiązania bez PFAS, takie jak technologia SILIKE SILIMERwłączać:

♦ Stabilne wytłaczanie z dużą prędkością

♦ Powierzchnie folii bez wad

♦ Zmniejszone gromadzenie się osadów

♦ Gotowość do przestrzegania przepisów

♦ Systemy przetwarzania bez fluoru

Dowiedz się więcej o tym, jak wyeliminować pękanie stopu w procesie wytłaczania folii PE bez użycia fluoropolimerów lub zamów próbkę serii SILIMER z polipropylenowymi poli(fenylopirolidonami) bez PFAS:amy.wang@silike.cn | www.siliketech.com