Введение в вспомогательные вещества для переработки полимеров (PPA) и мастербатчи

1. Введение в вспомогательные вещества для переработки полимеров (PPA) и мастербатчи.

Что касается дозировки, то уровень ППА обычно контролируется в пределах от 150 до 1500 ppm (по весу), при этом максимальное значение не превышает 2000 ppm. Для обеспечения равномерного распределения и полной эффективности обычно рекомендуется использовать мастербатч, содержащий от 2% до 3% ППА.

2. Принцип работы соглашения о покупке электроэнергии (PPA)

В современной промышленной практике Европы и Америки широко используются технологические добавки, содержащие фторполимеры, для улучшения характеристик полимеров. Когда эти фторполимерные добавки смешиваются с расплавом в экструдере, поверхностное натяжение заставляет их мигрировать к поверхности расплава и прилипать к металлическим поверхностям экструдера, образуя смазывающую пленку (см. рисунок 1).

[Рисунок 1: Схема принципа действия технологических добавок к фторполимерам]

Важно отметить, что эта смазочная пленка является динамической: она непрерывно удаляется и одновременно пополняется. Для обеспечения непрерывного образования этой смазочной пленки на металлической поверхности головки экструдера необходимо поддерживать минимальный уровень добавки.

3. Применение и влияние ППА в переработке пластмасс

3.1 Повышение эффективности процесса экструзии пластмасс

PPA эффективно уменьшает или устраняет образование накипи в фильере, сокращая время простоя на техническое обслуживание, и подходит для обработки различных пластмасс, таких как PE, PP, PEX, PA, PS и PET. Он также снижает давление экструзии, позволяя использовать более узкие зазоры между фильерами и более низкие рабочие температуры, что экономит энергию. Кроме того, PPA способствует повышению термической стабильности смол.

[Рисунок 4: Сравнение результатов без ППА и с ППА]

Слева: Без PPA (стандартная производительность) | Справа: С PPA (улучшенная четкость/эффективность)

На рисунке 4 показана решающая роль PPA в получении пленок разных цветов, что позволяет быстро переходить от одного цвета к другому без длительной очистки оборудования.

3.2 Роль PPA в улучшении качества экструзионной продукции

PPA эффективно снижает образование геля и обеспечивает превосходную однородность продукта, значительно повышая его качество, особенно при обработке полиэтилена (PE), полипропилена (PP), полиэтиленгликоля (PEX) и цветных мастербатчей. Кроме того, PPA устраняет растрескивание расплава и возникающие в результате дефекты поверхности, такие как «акулья кожа», тем самым повышая ударопрочность и блеск поверхности изделий (см. рисунок 5). Он также поддерживает равномерную толщину продукта, что очень полезно при обработке многослойных соэкструзионных пленок. Более того, PPA превосходно диспергирует пигменты, выступая в качестве эффективного диспергатора, обеспечивая при этом более яркие и однородные цвета и значительно более высокую скорость смены цвета.

[Рисунок 5: Сравнение разрушения расплава (с применением ППА и без него)]

Слева: с ППА (гладкая поверхность) | Справа: без ППА (присутствует излом типа «акулья кожа/расплав»)

3.3 Роль PPA в расширении выбора сырья

Применение ППА облегчает переработку полимеров с более низким индексом расплава (например, MI

3.4 Повышение пропускной способности

PPA может увеличить производительность экструзии, демонстрируя значительный эффект при обработке таких полимеров, как PE, PP, PEX, PA и PS.

3.5 Соблюдение нормативных требований

4. К применимым методам обработки относятся:

• Процесс выдувной пленки
• Производство фильма с участием актеров
• Полое выдувное формование
• Экструзия труб/трубок
• Вытягивание волокон
• Экструзия проводов и кабелей
• Профильная экструзия

4.1 Примечания к методам добавления ППА:

1. Необходимо обеспечить равномерное распределение частиц ПФА в расплаве полимера; размер частиц должен быть менее 2 микрон.
2. Как правило, для приготовления ППА в виде 2-3% мастербатча используются специализированное оборудование и рецептуры продуктов, что обеспечивает равномерное диспергирование.
3. При смешивании смол с низким индексом метилирования (ИМ) с мастербатчем ППА следует постепенно снижать концентрацию ППА, начиная с 1000 ppm, для определения оптимального содержания.
4. Для поддержания динамического равновесия смазочного покрытия из ПФА на стенке матрицы содержание ПФА в перерабатываемой смоле должно оставаться выше минимального предела.
5. При нанесении покрытия на фильеру требуется терпение; на это время влияют концентрация ППА, скорость потока материала, состояние оборудования и реологические свойства смолы.
6. Перед началом испытаний ППА производственную линию необходимо тщательно очистить, чтобы исключить накопление полимеров или загрязнений, которые могут повлиять на результаты.

4.2 Применение в зависимости от модели:

5. Применение PPA в экструзии труб.

• Улучшает качество поверхности трубы (см. рисунок 6).
• Снижает кажущуюся вязкость, усилие сдвига и давление экструзии (см. рисунки 7 и 8).
• Увеличение производительности: При одинаковых условиях давления PPA увеличивает выходную мощность, обеспечивая экономию энергии (см. рисунки 9 и 10).
• Уменьшает/устраняет образование накипи в кристалле и растрескивание расплава.
• Обеспечивает сохранение физических и механических свойств (подтверждено испытаниями ASTM D2837 на 1000 часов и ISO TR-9080 на 10 000 часов).

[Рисунок 7/8: Влияние PPA на давление экструзии]

Ось Y: Давление (бар) | Ось X: Время (мин)

Материал 1: Без PPA | Материал 2: 300 ppm PPA (падение давления 6%) | Материал 3: 600 ppm PPA (падение давления 13%)

6. Преимущества PPA в переработке полипропилена

Снижение образования налета и гелей в краске.

Накопление материала на выходе из кристалла (образование капель) ухудшает оптические и механические свойства. PPA предотвращает застой материала у входа в кристалл. Кроме того, PPA уменьшает образование гелей, вызванных дефектами оборудования («мертвые зоны») или термической деградацией, поддерживая динамическое равновесие на стенке кристалла и предотвращая застой, который приводит к образованию поперечных связей и окислительных гелей.

Управление помехами от других добавок

Другие добавки могут препятствовать действию PPA, вызывая его соскабливание, адсорбцию или конкуренцию за стенки матрицы.

• Стабилизаторы: Стабилизаторы света на основе стерически затрудненных аминов (HALS), такие как Chimassorb® 944, демонстрируют высокую интерференцию, особенно при высоких температурах.
• Кислотные соли: Антикоррозионные вещества, такие как гидротальцит (HT) или стеарат кальция (CaSt), могут препятствовать адсорбции на стенках матрицы.
• Антиблокирующие средства: Синтетические диоксиды кремния и тальк могут адсорбировать ППА благодаря большой площади поверхности.
• TiO2: Непокрытый диоксид титана (TiO2) имеет более выраженные помехи, вызванные адсорбцией и абразивным воздействием, по сравнению с покрытыми разновидностями.