Budowa matrycy pozostaje głównym wyzwaniem w wytłaczaniu polimerów

Nagromadzenie materiału na matrycy jest jednym z najczęstszych wyzwań w procesie wytłaczania polimerów. Niezależnie od tego, czy chodzi o produkcję mieszanek do przewodów i kabli, folii rozdmuchiwanych, rur, profili, czy też wyrobów z tworzyw sztucznych do zastosowań konstrukcyjnych, przetwórcy polimerów mogą napotkać osady materiału wokół matrycy po ciągłej pracy.

Chociaż nagromadzenie się osadów na matrycach może początkowo wydawać się niewielkim problemem konserwacyjnym, nadmierne gromadzenie się materiału może stopniowo wpływać na stabilność wytłaczania, wygląd produktu, wydajność produkcji i koszty wytwarzania. Częste czyszczenie przerywa produkcję, zwiększa ilość odpadów materiałowych i zmniejsza ogólne wykorzystanie sprzętu.

W miarę jak prędkości wytłaczania stale rosną, a formulacje polimerów stają się coraz bardziej złożone, kontrolowanie przyrostu masy na matrycach staje się coraz ważniejsze dla przetwórców poszukujących stabilnej, wysokiej jakości produkcji.

W tym artykule wyjaśniono:

• Czym jest nagromadzenie matrycy
• Dlaczego występuje podczas wytłaczania polimerów
• Które materiały są najbardziej podatne
• Jak warunki przetwarzania wpływają na budowę matrycy
• W jaki sposób technologie dodatków na bazie silikonu mogą pomóc w poprawie stabilności wytłaczania

Czym jest Die Build-Up?

Nagromadzenie się pozostałości polimerów, dodatków, wypełniaczy, pigmentów lub produktów degradacji wokół wyjścia z matrycy podczas ciągłego wytłaczania.

W zależności od układu materiałowego i warunków przetwarzania, osady mogą pojawiać się jako:

• Zanieczyszczenie brązowe lub czarne
• Pozostałości lepkiego polimeru
• Materiał karbonizowany
• Białe osady wypełniacza
• Zanieczyszczenie powierzchni wokół krawędzi matrycy

Stopień zagęszczenia matrycy zależy od rodzaju formulacji, sprzętu do wytłaczania, temperatury przetwarzania, szybkości ścinania i kompatybilności dodatków.

Jeżeli nie zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności, osady te mogą z czasem przenieść się na wytłaczany produkt, wpływając negatywnie zarówno na jego wygląd, jak i spójność produkcyjną.

Dlaczego dochodzi do gromadzenia się osadów?

Narosty rzadko są spowodowane pojedynczym czynnikiem. Zazwyczaj wynikają z interakcji właściwości materiału, projektu formulacji i warunków przetwarzania.

1. Wysokie tarcie międzyfazowe polimeru i metalu

Podczas wytłaczania stopiony polimer ma ciągły kontakt z powierzchniami ślimaka, cylindra i matrycy.

W warunkach dużego ścinania silna przyczepność między stopionym polimerem a powierzchniami metalu może zwiększać tendencję do akumulacji materiału.

Materiały o stosunkowo dużej lepkości stopu lub niewystarczającym smarowaniu są na ogół bardziej podatne na to zjawisko.

2. Wysokie stężenie wypełniacza

Nowoczesne związki termoplastyczne często zawierają znaczne ilości wypełniaczy funkcjonalnych, takich jak:

• Wodorotlenek glinu (ATH)
• Wodorotlenek magnezu (MDH)
• Węglan wapnia
• Talk
• Włókno szklane

Chociaż wypełniacze te poprawiają ognioodporność i właściwości mechaniczne, mogą również zwiększać lepkość stopu i odporność na przetwarzanie, co utrudnia stabilne wytłaczanie.

3. Temperatura przetwarzania

Zarówno zbyt wysoka, jak i niewystarczająca temperatura przetwarzania może przyczynić się do powstawania zatorów.

Wyższe temperatury mogą przyspieszyć degradację polimeru lub ulatnianie się dodatków, natomiast niższe temperatury mogą zmniejszyć płynność stopu i zwiększyć naprężenie ścinające.

Dlatego utrzymanie odpowiedniego okna przetwarzania jest kluczowe dla zapewnienia stabilnego wytłaczania.

4. Nadmierne naprężenie ścinające

Wysoka wydajność wytłaczania często wiąże się z wyższą prędkością ślimaka i większym naprężeniem ścinającym.

Gdy naprężenia na wyjściu z matrycy przekraczają zdolność stopu polimeru do płynnego przepływu, może wystąpić niestabilność powierzchni, co zwiększa prawdopodobieństwo gromadzenia się materiału wokół matrycy.

Które układy polimerowe są bardziej podatne?

Chociaż nagromadzenie się osadów może wystąpić w wielu materiałach termoplastycznych, najczęściej obserwuje się je w zastosowaniach takich jak:

• Ekstruzja folii polietylenowej (PE)
• Związki polipropylenu (PP)
• Mieszanki do przewodów i kabli o wysokim obciążeniu ATH lub MDH
• Tworzywa sztuczne o wysokiej zawartości wypełniaczy
• Wytłaczanie rur
• Wytłaczanie profili

Każdy system materiałowy charakteryzuje się innymi właściwościami przetwarzania, dlatego dobór dodatków powinien opierać się na konkretnej formulacji i wymaganiach zastosowania.

Jak możnaDodatki na bazie silikonuPomoc?

Jednym ze skutecznych sposobów ograniczenia osadzania się osadów na matrycy jest poprawa smarowania stopu i modyfikacja interakcji między stopionym polimerem a powierzchniami obróbki metalu.

W tym celu powszechnie stosuje się koncentraty silikonowe o dużej masie cząsteczkowej, ponieważ mogą one wpływać na zachowanie płynięcia stopu bez zasadniczej zmiany matrycy polimerowej.

Potencjalne korzyści mogą obejmować:

• Zmniejszone tarcie polimer-metal
• Poprawiona stabilność przepływu stopu
• Niższy moment obrotowy wytłaczania
• Czystsze powierzchnie matryc podczas ciągłej produkcji
• Zmniejszona częstotliwość czyszczenia matryc

Rzeczywista wydajność zależy od rodzaju polimeru, składu dodatku, warunków przetwarzania i poziomu dawkowania.

Dlaczego warto stosować koncentrat silikonowy zamiast konwencjonalnych środków smarnych?

Tradycyjne środki smarne mogą poprawić jakość przetwarzania w określonych warunkach, jednak nie zawsze zapewniają równowagę między wydajnością przetwarzania i długoterminową wydajnością powierzchni.

Masterbatch silikonowy jako dodatek do tworzyw sztucznych i modyfikator polimerów łączy w sobie modyfikację procesu z poprawą powierzchni, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających zarówno stabilnego wytłaczania, jak i wyższej jakości produktu końcowego.

W zależności od składu, koncentrat silikonowy może również przyczyniać się do:

• Poprawiona gładkość powierzchni
• Niższy współczynnik tarcia
• Lepsza odporność na zarysowania i ścieranie

Roztwory koncentratów silikonowych SILIKE zapewniające stabilność podczas wytłaczania

Firma SILIKE opracowuje silikonowe koncentraty barwiące przeznaczone do pomocy przetwórcom polimerów w rozwiązywaniu powszechnych problemów związanych z wytłaczaniem w szerokim zakresie zastosowań tworzyw termoplastycznych.

Dysponując doświadczeniem w integracji silikonu i polimeru oraz w opracowywaniu zastosowań, firma SILIKE współpracuje z klientami w celu oceny zgodności formulacji, optymalizacji warunków przetwarzania i rekomendowania rozwiązań w zakresie koncentratów silikonowych na podstawie konkretnych wymagań produkcyjnych.

Typowe zastosowania koncentratu silikonowego obejmują:

•Związki do produkcji przewodów i kabli
•Ekstruzja folii PE i PP
•Wytłaczanie rur i profili
•Tworzywa sztuczne do samochodów
• Tworzywa sztuczne inżynieryjne
• Materiały TPU i TPE

Zaleca się przeprowadzenie oceny specyficznej dla danego zastosowania w celu zidentyfikowania najbardziej odpowiedniego rozwiązania dla każdego systemu polimerowego.

Wniosek

Narost matrycy to złożone zjawisko przetwórcze, na które wpływają właściwości polimerów, projekt formulacji, systemy wypełniaczy i warunki wytłaczania. Chociaż nie ma uniwersalnego rozwiązania, zrozumienie mechanizmów leżących u jego podstaw pozwala producentom opracować bardziej stabilne i wydajne strategie przetwórcze.

W przypadku wielu zastosowań tworzyw termoplastycznych koncentrat silikonowy stanowi skuteczny sposób na poprawę właściwości płynięcia w stanie stopionym, redukcję tarcia między polimerem a metalem oraz wspomaganie czystszego i bardziej równomiernego wytłaczania.

Dzięki rozwojowi ukierunkowanemu na zastosowania i wsparciu technicznemu firma SILIKE nieustannie pomaga firmom przetwórstwa polimerów optymalizować wydajność wytłaczania i zwiększać wydajność produkcji w przypadku szerokiej gamy materiałów termoplastycznych.

Skontaktuj się z firmą SILIKE, aby uzyskać bezpłatną analizę formulacji i otrzymać Kartę Danych Technicznych (TDS) dla produktu.Koncentrat silikonowy serii SILIKE LYSI(dodatki do polimerów na bazie siloksanu). Nasz zespół ekspertów jest gotowy dostarczyć spersonalizowane rozwiązania, próbki i kompleksowe wsparcie techniczne, aby pomóc Ci sprostać wyzwaniom w procesie produkcji. Zmniejsz nagromadzenie się matryc i wycieki, a także zwiększ konkurencyjność swojego produktu!

Telefon: +86-28-83625089
Email:amy.wang@silike.cn
Strona internetowa: www.siliketech.com