Vytváranie foriem zostáva hlavnou výzvou pri extrúzii polymérov

Usadzovanie materiálu na matricovej forme je jednou z najčastejších problémov pri spracovaní polymérnej extrúzie. Či už ide o výrobu drôtených a káblových zmesí, vyfukovaných fólií, rúrok, profilov alebo technických plastových výrobkov, spracovatelia polymérov môžu po nepretržitej prevádzke zaznamenať usadeniny materiálu okolo matrice.

Hoci sa nánosy materiálu na matricovej forme môžu spočiatku zdať ako drobný problém s údržbou, nadmerné hromadenie materiálu môže postupne ovplyvniť stabilitu extrúzie, vzhľad produktu, efektivitu výroby a výrobné náklady. Časté čistenie prerušuje výrobu, zvyšuje plytvanie materiálom a znižuje celkové využitie zariadenia.

Keďže sa rýchlosti extrúzie neustále zvyšujú a polymérne receptúry sa stávajú komplexnejšími, kontrola nárastu tlaku v matricovej forme sa stáva čoraz dôležitejšou pre spracovateľov, ktorí hľadajú stabilnú a vysokokvalitnú produkciu.

Tento článok vysvetľuje:

• Čo je to nárast formy
• Prečo k tomu dochádza počas extrúzie polyméru
• Ktoré materiály sú najnáchylnejšie
• Ako podmienky spracovania ovplyvňujú návar na razniciach
• Ako môžu aditívne technológie na báze silikónu pomôcť zlepšiť stabilitu pri extrúzii

Čo je to nárast formy?

Hromadenie usadenín v matricovej forme sa vzťahuje na postupné hromadenie zvyškov polymérov, prísad, plnív, pigmentov alebo produktov degradácie okolo výstupu z matrice počas kontinuálnej extrúzie.

V závislosti od materiálového systému a podmienok spracovania sa usadeniny môžu prejavovať ako:

• Hnedá alebo čierna kontaminácia
• Lepkavé zvyšky polymérov
• Karbonatý materiál
• Biele výplňové usadeniny
• Povrchová kontaminácia okolo okraja matrice

Závažnosť nánosov vo forme matrice sa líši v závislosti od návrhu formulácie, extrúzneho zariadenia, teploty spracovania, šmykovej rýchlosti a kompatibility aditív.

Ak nie sú tieto usadeniny správne kontrolované, môžu sa nakoniec preniesť na extrudovaný výrobok, čo ovplyvní vzhľad aj konzistenciu výroby.

Prečo dochádza k hromadeniu usadenín na razniciach?

Nánosy na matrici sú zriedkavo spôsobené jedným faktorom. Zvyčajne sú výsledkom interakcie vlastností materiálu, návrhu receptúry a podmienok spracovania.

1. Vysoké trenie na rozhraní polymér-kov

Počas extrúzie je roztavený polymér v nepretržitom kontakte s povrchmi závitovky, valca a matrice.

Za podmienok vysokého šmykového namáhania môže silná adhézia medzi polymérnou taveninou a kovovými povrchmi zvýšiť tendenciu k hromadeniu materiálu.

Materiály s relatívne vysokou viskozitou taveniny alebo nedostatočným mazaním sú vo všeobecnosti náchylnejšie na tento jav.

2. Vysoké množstvo plniva

Moderné termoplastické zmesi často obsahujú značné množstvo funkčných plnív, ako napríklad:

• Hydroxid hlinitý (ATH)
• Hydroxid horečnatý (MDH)
• Uhličitan vápenatý
• Mastenec
• Sklenené vlákno

Hoci tieto plnivá zlepšujú odolnosť voči horeniu alebo mechanické vlastnosti, môžu tiež zvýšiť viskozitu taveniny a odolnosť voči spracovaniu, čo sťažuje stabilnú extrúziu.

3. Teplota spracovania

Príliš vysoké aj nedostatočné teploty spracovania môžu prispieť k hromadeniu usadenín na razniciach.

Vyššie teploty môžu urýchliť degradáciu polyméru alebo odparovanie prísad, zatiaľ čo nižšie teploty môžu znížiť tekutosť taveniny a zvýšiť šmykové napätie.

Udržiavanie vhodného časového okna spracovania je preto nevyhnutné pre stabilnú extrúziu.

4. Nadmerné šmykové napätie

Vysoký extrúzny výkon je často spojený s vyššou rýchlosťou závitovky a väčším šmykovým napätím.

Keď napätie na výstupe z matrice prekročí schopnosť polymérnej taveniny hladko tiecť, môže dôjsť k povrchovej nestabilite, čo zvyšuje pravdepodobnosť hromadenia materiálu okolo matrice.

Ktoré polymérne systémy sú náchylnejšie?

Hoci sa usadeniny v matrici môžu vyskytovať v mnohých termoplastických materiáloch, častejšie sa pozorujú v aplikáciách, ako sú:

• Extrúzia polyetylénovej (PE) fólie
• Polypropylénové (PP) zlúčeniny
• Drôtové a káblové zmesi s vysokým zaťažením ATH alebo MDH
• Vysoko plnené technické plasty
• Extrúzia rúrok
• Profilová extrúzia

Každý materiálový systém má odlišné spracovateľské charakteristiky, takže výber prísad by mal byť založený na špecifických požiadavkách na zloženie a aplikáciu.

Ako môžePrísady na báze silikónuPomoc?

Jedným z účinných prístupov k zníženiu hromadenia usadenín na nástrojoch je zlepšenie mazania taveniny a úprava interakcie medzi polymérnou taveninou a povrchmi, na ktorých sa spracováva kov.

Na tento účel sa bežne hodnotí silikónová predzmes s vysokou molekulovou hmotnosťou, pretože môže ovplyvniť správanie sa toku taveniny bez zásadnej zmeny polymérnej matrice.

Medzi potenciálne výhody môže patriť:

• Znížené trenie polymér-kov
• Zlepšená stabilita toku taveniny
• Nižší krútiaci moment extrúzie
• Čistejšie povrchy nástrojov počas nepretržitej výroby
• Znížená frekvencia čistenia matrice

Skutočný výkon závisí od typu polyméru, zloženia prísad, podmienok spracovania a dávkovania.

Prečo silikónová predzmes namiesto konvenčných mazív?

Tradičné mazivá môžu za určitých podmienok zlepšiť spracovanie, ale nemusia vždy poskytovať rovnováhu medzi účinnosťou spracovania a dlhodobým výkonom povrchu.

Silikónová predzmes ako prísada do plastov a modifikátor polymérov kombinuje modifikáciu spracovania so zlepšením povrchu, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie vyžadujúce stabilnú extrúziu a zlepšenú kvalitu hotového výrobku.

V závislosti od zloženia môže silikónová predzmes tiež prispievať k:

• Zlepšená hladkosť povrchu
• Nižší koeficient trenia
• Lepšia odolnosť proti poškriabaniu a oderu

Silikónové predzmesové roztoky SILIKE pre stabilitu pri extrúzii

Spoločnosť SILIKE vyvíja silikónové masterbatche určené na pomoc spracovateľom polymérov pri riešení bežných problémov s extrúziou v širokej škále termoplastických aplikácií.

Vďaka skúsenostiam s integráciou silikón-polymér a vývojom aplikácií spolupracuje spoločnosť SILIKE so zákazníkmi na vyhodnotení kompatibility formulácií, optimalizácii podmienok spracovania a odporúčaní silikónových masterbatchových riešení na základe špecifických výrobných požiadaviek.

Medzi typické aplikácie silikónovej predzmesi patria:

•Drôtové a káblové zmesi
•Extrúzia PE a PP fólie
•Extrúzia rúr a profilov
•Automobilové plasty
• Technické plasty
• Materiály TPU a TPE

Na identifikáciu najvhodnejšieho riešenia pre každý polymérny systém sa odporúča hodnotenie špecifické pre danú aplikáciu.

Záver

Tvorba nánosov vo forme formy je zložitý procesný jav ovplyvnený vlastnosťami polymérov, návrhom receptúry, systémami plniv a podmienkami extrúzie. Hoci neexistuje univerzálne riešenie, pochopenie základných mechanizmov umožňuje výrobcom vyvinúť stabilnejšie a efektívnejšie stratégie spracovania.

Pre mnohé termoplastické aplikácie poskytuje silikónová predzmes účinný prostriedok na zlepšenie správania sa pri tavení, zníženie trenia medzi polymérom a kovom a podporu čistejšej a konzistentnejšej extrúzie.

Prostredníctvom vývoja zameraného na aplikácie a technickej podpory spoločnosť SILIKE naďalej pomáha spracovateľom polymérov optimalizovať výkon extrúzie a zlepšovať efektivitu výroby v širokej škále termoplastických materiálov.

Kontaktujte spoločnosť SILIKE a získajte bezplatnú kontrolu receptúry a technický list (TDS) preSilikónová predzmes série SILIKE LYSI(polymérne prísady na báze siloxánov). Náš tím odborníkov je pripravený poskytnúť riešenia na mieru, požiadavky na vzorky a komplexnú technickú podporu, ktorá vám pomôže prekonať problémy so spracovaním, znížiť nánosy na razniciach a stekanie z raznice a zvýšiť konkurencieschopnosť vášho produktu!

Telefón: +86-28-83625089
Email:amy.wang@silike.cn
Webová stránka: www.siliketech.com