Vytváření forem zůstává hlavní výzvou při extruzi polymerů

Usazování materiálu v trysce je jedním z nejčastějších problémů při zpracování polymerní extruze. Ať už se jedná o výrobu drátových a kabelových směsí, vyfukovaných fólií, trubek, profilů nebo technických plastových výrobků, zpracovatelé polymerů mohou po nepřetržitém provozu zaznamenat usazeniny materiálu v okolí trysky.

Přestože se nánosy materiálu na matrici mohou zpočátku jevit jako drobný problém s údržbou, nadměrné hromadění materiálu může postupně ovlivnit stabilitu extruze, vzhled produktu, efektivitu výroby a výrobní náklady. Časté čištění přerušuje výrobu, zvyšuje plýtvání materiálem a snižuje celkové využití zařízení.

Vzhledem k tomu, že rychlost extruze se neustále zvyšuje a polymerní receptury se stávají složitějšími, je pro zpracovatele usilující o stabilní a vysoce kvalitní produkci stále důležitější kontrola nárůstu objemu v matrici.

Tento článek vysvětluje:

• Co je to nárůst formy
• Proč k tomu dochází během extruze polymeru
• Které materiály jsou nejvíce náchylné
• Jak podmínky zpracování ovlivňují návar na raznici
• Jak mohou aditivní technologie na bázi silikonu pomoci zlepšit stabilitu při extruzi

Co je to nástavba matrice?

Usazování v trysce označuje postupné hromadění zbytků polymerů, přísad, plniv, pigmentů nebo produktů degradace kolem výstupu z trysky během kontinuální extruze.

V závislosti na materiálovém systému a podmínkách zpracování se usazeniny mohou projevovat jako:

• Hnědá nebo černá kontaminace
• Lepkavé zbytky polymerů
• Karbonizovaný materiál
• Bílé usazeniny výplně
• Povrchová kontaminace kolem okraje matrice

Závažnost nánosů v matrici se liší v závislosti na návrhu formulace, extruzním zařízení, teplotě zpracování, smykové rychlosti a kompatibilitě aditiv.

Pokud nejsou tyto usazeniny řádně kontrolovány, mohou se nakonec přenést na extrudovaný produkt, což ovlivní jak vzhled, tak konzistenci výroby.

Proč dochází k hromadění usazenin na raznici?

Nánosy na raznici jsou zřídka způsobeny jedním faktorem. Obvykle jsou výsledkem interakce vlastností materiálu, návrhu receptury a podmínek zpracování.

1. Vysoké mezifázové tření mezi polymerem a kovem

Během extruze je roztavený polymer v nepřetržitém kontaktu s povrchy šneku, válce a matrice.

Za podmínek vysokého smykového namáhání může silná adheze mezi polymerní taveninou a kovovými povrchy zvýšit tendenci k hromadění materiálu.

Materiály s relativně vysokou viskozitou taveniny nebo nedostatečným mazáním jsou k tomuto jevu obecně náchylnější.

2. Vysoké množství plniva

Moderní termoplastické směsi často obsahují značné množství funkčních plniv, jako například:

• Hydroxid hlinitý (ATH)
• Hydroxid hořečnatý (MDH)
• Uhličitan vápenatý
• Mastek
• Skleněné vlákno

Ačkoli tato plniva zlepšují zpomalení hoření nebo mechanické vlastnosti, mohou také zvýšit viskozitu taveniny a odolnost proti zpracování, což ztěžuje stabilní extruzi.

3. Teplota zpracování

Jak nadměrně vysoké, tak i nedostatečné teploty zpracování mohou přispívat k tvorbě usazenin na raznici.

Vyšší teploty mohou urychlit degradaci polymeru nebo odpařování přísad, zatímco nižší teploty mohou snížit tekutost taveniny a zvýšit smykové napětí.

Udržování vhodného časového okna zpracování je proto nezbytné pro stabilní extruzi.

4. Nadměrné smykové napětí

Vysoký extruzní výkon je často spojen s vyšší rychlostí šneku a větším smykovým napětím.

Pokud napětí na výstupu z matrice překročí schopnost polymerní taveniny plynule proudit, může dojít k povrchové nestabilitě, což zvyšuje pravděpodobnost hromadění materiálu kolem matrice.

Které polymerní systémy jsou náchylnější?

Přestože k nánosům usazenin může docházet u mnoha termoplastických materiálů, častěji se pozorují v aplikacích, jako jsou:

• Extruze polyethylenové (PE) fólie
• Polypropylenové (PP) směsi
• Směsi drátů a kabelů s vysokým zatížením ATH nebo MDH
• Vysoce plněné technické plasty
• Extruze trubek
• Profilová extruze

Každý materiálový systém má odlišné vlastnosti zpracování, takže výběr přísad by měl být založen na specifickém složení a požadavcích aplikace.

Jak můžePřísady na bázi silikonuPomoc?

Jedním z účinných přístupů ke snížení hromadění usazenin na raznici je zlepšení mazání taveniny a úprava interakce mezi polymerní taveninou a povrchy pro zpracování kovu.

Pro tento účel se běžně hodnotí silikonová předsměs s vysokou molekulovou hmotností, protože může ovlivnit chování toku taveniny, aniž by zásadně změnila polymerní matrici.

Mezi potenciální výhody může patřit:

• Snížené tření polymer-kov
• Zlepšená stabilita toku taveniny
• Nižší extruzní krouticí moment
• Čistší povrchy forem během nepřetržité výroby
• Snížená frekvence čištění matrice

Skutečný výkon závisí na typu polymeru, složení aditiva, podmínkách zpracování a dávkování.

Proč silikonový masterbatch místo konvenčních maziv?

Tradiční maziva mohou za určitých podmínek zlepšit zpracování, ale nemusí vždy poskytovat rovnováhu mezi efektivitou zpracování a dlouhodobým výkonem povrchu.

Silikonová předsměs jako přísada do plastů a modifikátor polymerů kombinuje modifikaci zpracování se zlepšením povrchu, díky čemuž je vhodná pro aplikace vyžadující jak stabilní extruzi, tak i zlepšenou kvalitu hotového výrobku.

V závislosti na složení může silikonová předsměs také přispívat k:

• Vylepšená hladkost povrchu
• Nižší koeficient tření
• Lepší odolnost proti poškrábání a oděru

Silikonové masterbatche SILIKE pro stabilitu při extruzi

Společnost SILIKE vyvíjí silikonové masterbatche určené k tomu, aby pomohly zpracovatelům polymerů řešit běžné problémy s extruzí v široké škále termoplastických aplikací.

Díky zkušenostem s integrací silikon-polymerů a vývojem aplikací spolupracuje společnost SILIKE se zákazníky na vyhodnocení kompatibility formulací, optimalizaci podmínek zpracování a doporučování silikonových masterbatchů na základě specifických výrobních požadavků.

Mezi typické aplikace silikonové předsměsi patří:

•Spoje drátů a kabelů
•Extruze PE a PP fólie
•Extruze trubek a profilů
•Automobilové plasty
• Technické plasty
• Materiály TPU a TPE

Pro identifikaci nejvhodnějšího řešení pro každý polymerní systém se doporučuje specifické vyhodnocení aplikace.

Závěr

Nárůst nánosů ve formě formy je komplexní procesní jev ovlivněný vlastnostmi polymerů, návrhem receptury, plnicími systémy a podmínkami extruze. I když neexistuje univerzální řešení, pochopení základních mechanismů umožňuje výrobcům vyvinout stabilnější a efektivnější strategie zpracování.

Pro mnoho termoplastických aplikací poskytuje silikonová předsměs účinný prostředek ke zlepšení toku taveniny, snížení tření mezi polymerem a kovem a podpoře čistší a konzistentnější extruze.

Prostřednictvím vývoje zaměřeného na aplikace a technické podpory společnost SILIKE i nadále pomáhá zpracovatelům polymerů optimalizovat výkon extruze a zlepšovat efektivitu výroby v široké škále termoplastických materiálů.

Kontaktujte SILIKE pro bezplatnou kontrolu složení a obdržení technického listu (TDS) proSilikonová předsměs řady SILIKE LYSI(polymerní přísady na bázi siloxanů). Náš tým odborníků je připraven poskytnout řešení na míru, vyžádat si vzorky a komplexní technickou podporu, která vám pomůže překonat problémy se zpracováním, snížit nánosy na raznici a stékání a zvýšit konkurenceschopnost vašeho produktu!

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