Film extrudálás súrlódás szabályozásával adalékokkal
A csúszásgátló adalékok csökkentik a súrlódást a filmek és a filmek és a berendezések között, ezáltal elősegítve a feldolgozás és a csomagolás műveleteinek mozgását a későbbiekben.
A csúsztatóanyagok hatékonyságát a statika szempontjából vagy a kinetika szempontjából mérik. A súrlódási együttható (COF) egy olyan dimenzió nélküli szám, amely két egymással érintkező felület csúszóellenállását jellemzi. A COF megegyezik az egyik felületnek a másikhoz viszonyított elcsúszásához szükséges erővel, osztva az érintkező felületekre merőlegesen alkalmazott erővel.
COF = (a filmfelületek csúszását okozó erő) / (elmozdulás tömege)
Az ASTM D 1894-73 szabványos teszt a műanyag filmek súrlódási tényezőjének meghatározására. Általában a 0,50-nél nagyobb súrlódási értékek csúszásmentes felületre utalnak, és 0,20-nél kisebb értékek magas csúszási képességű felületek, amelyek nagyon érzékenyek a tekercsek teleszkópos összecsukására.
A COF mérésének szimmetrikus ábrázolása
(Ábra az ExxonMobil Chemical jóvoltából)
Tartomány csúszásmentes adalékanyagok magában foglalja mind a hagyományos, amid-Slip adalék, és a modernebb nem-vándorló bélyegek, amelyek megfelelnek a követelményeknek a nagy teljesítményű magasabb hőmérsékleten nyújt nagyobb megbízhatóság és a stabil súrlódási együttható rétegelés előtt és után. Slip adalék, szolgáltatott a mesterkeverék formájában készítmények, amelyek különböző értékeket a diffúziós sebesség, végfelhasználási hőmérséklet, alapulnak különböző bázikus gyanták vehet különböző nyomdafestékek.
A zsírsavakon alapuló amid csúsztatók
A hagyományos csúsztatószereket zsírsav-amidok, például primer amidok, szekunder amidok és biszamidok alapján állítják elő. Mivel ezek az anyagok nem teljesen oldódnak a polimerben, a film felületére vándorolnak, és olyan bevonatot képeznek, amely csökkenti a súrlódást. Fontos tényező kiválasztásánál amid adalékok, amelyek csökkentik a csúszó hatékonyan csökkentjük súrlódási együttható, termikus stabilitás és a migráció sebessége. On befolyásolja migrációs ráta amid választás, a választás az alap polimer koncentrációja az adalékanyag, amely megakadályozza a csúszó, és az alkalmazási hőmérsékletet. A termooxidációs stabilitás egyre fontosabbá válik, mivel a feldolgozók egyre nagyobb mértékben használják a magasabb feldolgozási hőmérsékletű polimereket. A kenőanyagok oxidatív lebomlása a csúszásveszteséget, a szín és a szag elvesztését okozhatja. A magasabb termikus stabilitású amidok szintén kevésbé illékonyak, és még a megnövelt feldolgozási hőmérsékleteken is a polimerben maradnak.
Elsődleges Slip adalék: A leggyakrabban használt csúszásgátló adalékok közé tartoznak oleamides és erukamid, primer telítetlen amidok viszonylag kis molekulák, amelyek vándorolnak nagy sebességgel vezetünk át a polimer filmet, és így alacsony értékeket súrlódási tényező alacsony koncentrációban, ezek viszonylag olcsó . A nem állati zsírokból előállított erukamid termikus stabilitása nagyobb, mint az oleamid. A magasabb olvadáspontú és hőállóság fontos tulajdonságok alkalmazások hasznosító fejlettebb polimerek magasabb feldolgozási hőmérséklet, erucamid egyre inkább felváltja oleamid.
Másodlagos és biszamid slip adalék: az amidok, így a nagyobb molekulák alacsonyabb sebességgel migráció képest primer amidokat, amely megkönnyíti a vezérlő súrlódási tényező; többrétegű fóliákban használhatók az egyik réteg csúszó hatásának korlátozására. Így például szekunder amidok, például oleil-palmitin-és sztearil erukamid, vándorol át a felületi réteg egy polipropilén kopolimer, de nem vándorolnak át a bázis réteg polipropilén homopolimer. Másodlagos amidok és bisamides is kevésbé illékony, és van egy nagyobb termikus stabilitással rendelkezik, mint a primer amidok, ami számukra hasznos alkalmazások és létrehozása polimer készítmény alkalmazásával öntött film technológia magasabb hőmérsékleten. Ezek általában kevésbé zavarják a másodlagos műveletek végrehajtását, például a primer amidokkal összehasonlítva a nyomtatást és tömítést.
Amidadalékok polimerekhez, amelyek javítják a siklást és az adalékok kölcsönhatását
Az amidzsírok teljesítményjellemzőit számos tényező befolyásolja:
• A simaítő adalékanyag koncentrációja: az adalékanyag diffúziós sebessége növekvő koncentrációban növekszik a polimerben.
• Gyanta típusa: migráció adalék lassabb a kristályos gyanták, mint például a nagy sűrűségű polietilén (HDPE) és a polipropilén (PP), mint a kis sűrűségű polietilén (LDPE). Az ilyen poláris gyanták, mint például az EVA (etilén-vinil-acetát) reagáltatunk a funkciós csoportokat az adalékanyagok, lassítva a migráció. Ha vysokoamorfnyh és ragadós polimereket, például metallocén LLDPE (lineáris kis sűrűségű polietilének), szükség nagyobb koncentrációban ilyen adalékanyagok elérni ugyanazt a súrlódási koefficiens képest esetek kevesebb ragacsos és kevésbé amorf polimerek.
• Egyéb adalékanyagok: mivel az antisztatikus és a leváló anyagok és egyéb adalékok a film felületére vándorolnak, a diffúzió során és a felület egyes területein versenyezhetnek a csúsztató adalékokkal.
• Lefelé irányuló kezelés: a korona kezelés a nyomtatás előtt teszi a felületet polárisabbá a polimer oxidációjával, továbbá lehetővé teszi a felületi kenőanyag égését és az adalék koncentrációjának gradiensét. Ennek eredményeképpen az adalékanyagnak a feldolgozott oldalra történő átállítása nő, és lehetséges, hogy problémákat okoz a következő nyomtatással.
• Feszítés a tekercselésnél: a sima adalékanyag egy szoros sebzésű filmben kisebb sebességgel mozog, mint egy alacsonyabb tekercsfeszültségű filmrés.
• Rétegvastagság: a filmek vastagsága nagyobb, adalékanyagok már nem jön, hogy a stabil állapot, míg ha a vékonyabb filmek hozzáadása szükséges magasabb koncentrációk képest vastagabb filmek megszerezni az azonos súrlódási együttható.
Értékelésekor minden adalék, beleértve az adalékanyagokat, csúszás, fel kell tárnia a készítmény egészének ahhoz, hogy megértsük, mi lehet a lehetséges kölcsönhatásokat, és optimalizálja az additív. A teljesítmény-amid slip adalékanyagok, befolyásolhatja folyamat utáni műveletek, mint például a ragasztós laminálással, amely megváltoztatja a polaritását a film és eltávolítja az adalékanyag a felületről. Túlzott bevezetése az adalékanyagok, vagy annak eredményeként váratlan kölcsönhatások, vagy mint a túlzott mértékű dózis eredményezhet porszerű maradékot a vezetőn, és szívó tekercs, problémát okozhat a lerakódás nyomtatási, vagy „nedves tapadás”, amelyben a feleslegben az adalékanyag teszi a felület nagyon sima, hogy lehetővé teszi a rétegek egymáshoz való egyesítését.
Nem vándorló csúsztatóanyagok és különleges készítmények
A nem vándorló csúsztatószerek, például a sziloxánok nagyon nagy molekulák, molekulatömege 30-50-szerese az elsődleges és a szekunder amidoké. Nagyméretük nem teszi lehetővé a polimer mátrixon keresztül történő diffúzódást, így a súrlódási együttható csökkentését az addíciós molekulák biztosítják, amelyek a gyanta felületén megjelennek az extrudálás során. Az ilyen anyagokat, amelyek javítják a csúszást, speciális alkalmazásokban használják. A súrlódási együttható azonnali csökkentését eredményezi, amelyet nem befolyásol a hosszú távú tárolás vagy a magas alkalmazási hőmérséklet. Mivel az ilyen típusú film film súrlódási együtthatója minimálisra változik az extrudálás után, a költségek csökkenthetők, ha csúszásgátló adalékot csak a többrétegű filmek felületi rétegéhez adnak.
A nem vándorló csúsztatószerek 62 nap elteltével enyhe változást jelentenek az CoF-ben
(Az Ampacet Corporation kérésére)
Adalékok, amelyek meggátolják a filmrétegek összeragasztását
A szomszédos filmrétegek tapadása, tapadása a nyomás és / vagy a hő hatására bekövetkező érintkezés eredményeként alakulhat ki. Ez történhet a film feldolgozása, használata és / vagy tárolása során. Ennek következtében problémák merülhetnek fel a film tekercselésekor, egy olyan filmmel dolgozva, amelyet cölöpökre lapokra hajtottak le, vagy egy tasak filmet nyitott a csomagolás végrehajtására. A film gyártói legyőzzék ezt a vonzást a polietilén és a polipropilén rétegek vagy más filmek között szervetlen vagy szerves blokkolásgátló szerek hozzáadásával.
Ragaszkodás: a két filmréteg vágya, hogy ragaszkodjanak egymáshoz
(Kép jóvoltából: Specialty Minerals Inc.)
Bár ragasztás lehet mérni frissen film közvetlenül a tekercs, reprodukálhatóbb eredményeket lehet elérni, ha az teszt „kényszerített leválás” az ASTM D 3354, amelyekben a fóliákat osztva újra össze, és tartjuk egy bizonyos nyomást (6,9 kPa), egy bizonyos hőmérséklet (40ºC vagy 60ºC) 24 órával a vizsgálat előtt.
A leválasztási mérés vázlatos ábrázolása
(Ábra az ExxonMobil Chemical jóvoltából)
Szervetlen ásványi kiegészítők, anti-blokkoló szerek, amelyek osztják a részecskék formájában az egész film, képződését okozhatja egy érdes felület mikroszkopikus skálán, amely megakadályozza, hogy tapadást egymáshoz közel réteg a film. A szervetlen blokkolásgátló adalékokat, beleértve a talkumot és a szilícium-dioxidot, általánosan használják. Az egyik hátránya, hogy a szervetlen adalék, blokkolásgátló, hogy ezek a részecskék hátrányosan befolyásolhatja az átláthatóságot a film. Az is lehetséges, hogy használjon szerves adalékanyagok, blokkolásgátló, beleértve amidok, sztearátok, szilikonok és politetrafluor-etilén (PTFE), különösen olyan alkalmazások kiváló minőségű.
Költséghatékony szervetlen blokkolásgátló adalékok
Szervetlen adalékanyagok, blokkolásgátló, viszonylag olcsó, és a legszélesebb körben használt a termelés nagy-térfogatú áru alkalmazások. A talkum a legelterjedtebb szervetlen adalék, amely meggátolja a blokkolást; a globális piac mintegy 40% -át teszi ki. A részesedése diatómaföld (DE), a természetes szilícium-dioxid minerala, számviteli mintegy 25% -át a világpiacon szintetikus szilícium-dioxid számlák további 25%, míg a részesedése a fennmaradó ásványi anyagok, mint a kaolin, kalcium-karbonát és csillám, teszik ki a fennmaradó 10%.
Szervetlen antiadhesív adalékok kémiai és fizikai tulajdonságai
(Az Ampacet Corporation kérésére)
At talkum gyakran nagyon alacsony arány „költség-teljesítmény”, míg a DE gyakran a legjobb módja, hogy minimalizálja a teljes koncentrációja a szervetlen komponens, és annak hatása az optikai tulajdonságait a film. Hagyományos szervetlen szemcsés adalékanyagok, blokkolásgátló szabálytalan alakja és mérete, ami miatt felmerülő gyenge optikai tulajdonságai a film. Az átlátszóság a refrakció indexével, a részecskeméretek eloszlásával és a koncentrációval van összefüggésben. A legnagyobb átláthatóság lehet elérni, ha a törésmutató adalékanyagok, blokkolásgátló, legjobban megfelel a törésmutatója a gyanta. A nagyobb blokkolásgátló részecskék jobban ellenállnak a blokkolásnak; ugyanakkor a kisebb részecskék nagyobb átláthatóságot biztosítanak. A részecskeméretek eloszlásának szabályozása és maximális méretei lehetővé teszik az optikai és a ragasztásgátló tulajdonságok kívánt arányának megteremtését.
Hagyományos szervetlen anti-adherens adalékok szabálytalan alakú részecskékkel
(Ábra az ExxonMobil Chemical jóvoltából)
Szerves antiadhesive adalékok nagyfokú migrációval
A szerves anti-blokk részecskék eredendően hajlamosak a vándorolnak és kristályosodni a felszínen a film, amely megakadályozza a ragasztás, egymással szomszédos rétegek a fólia. Ezek az anyagok rendszerint drágábbak, mint a szervetlenek, és rendszerint magasabb hozzáadott értékű alkalmazásokban használják őket. Az általánosan használt szerves antiblokk adalékanyagokat tartalmaznak amid vegyületek, szerves sztearátot és különböző családok fémes sztearát, valamint olyan anyagok, mint a szilikon és a PTFE.
Azoknál az alkalmazásoknál követelmény a nagy szilárdság, szerves amid blokkolásgátló adalék lehet használni önmagukban, de általában ezeket használják, hogy csökkentsék a koncentráció a szervetlen tapadásgátló adalék. Az amidámnak időre van szüksége ahhoz, hogy diffundáljon a felszínnel, mielőtt anti-ragasztó hatással lehet. Amidok a legalkalmasabbak a készítményben a lágy polimerek, például EVA, amelyben a szervetlen blokkolásgátló szereket nem olyan hatékonyak. A különböző amidok a leghatékonyabb anti-adhéziós tulajdonságokkal rendelkezik és rendelkezik a használatra sztearilamidok behanamidov. Például, behanamid hatékonyan használják részeként biakisalno orientált polipropilén filmek javítására csúszás és adhézióját megakadályozva, miközben kiváló tisztaságot.
Záró megjegyzések és következtetések
A poliolefinekben leggyakrabban a csúszást javító és a blokkolás megelőzésére szolgáló adalékanyagok kerülnek leggyakrabban. Azt is használják PP, PVC, PS, PA (nejlon) és a PET, ahol azokat gyártásához használt egy- és többrétegű fóliák gyártásához műanyag zacskók vagy más típusú csomagolás. Különböző alkalmazásokban történő felhasználás esetén ezek az adalékok szükségessé teszik az élelmiszerrel érintkező alkalmazásokhoz szükséges engedélyeket. Bár adalékanyagok, csúszik, és az anti-blokkoló hatóanyagok adhatók közvetlenül a gyanta gyártó, ezek jellemzően adunk a processzor segítségével a különböző mesterkeverékek.