При учете конкурентоспособности предприятия по производству изделий из пластмасс необходимо учитывать опыт ведущих западных предприятий, который доказывает, что затраты на предотвращение образования брака с помощью процессинговых добавок несоизмеримо мал по сравнению с риском потери клиента или репутации.
Процессинговые добавки – добавки которые расширяют возможности экструзионного оборудования, позволяют снизить крутящий момент и давление на головке экструдера, снизить или полностью устранить налипания и нагары на фильере экструдера, улучшить качество изделий, повышают производительность процесса, снижают энергозатраты.
Термин добавки или masterbatch, облегчающие переработку полимеров (Polymer Processing Aid, далее РРА) объединяет несколько различных классов соединений, позволяющих облегчить течение расплавов высокомолекулярных полимеров в каналах формообразующего инструмента.
Процессинги обладают высокой термостабильностью ведущей к минимизации нагара на формообразующем инструменте.
2 типа процессинговых добавок:
В основной своей массе в качестве процессинговых добавок используются сополимеры гексафторпропилена с винилиденфторидом. Этот материал называю – фторэластомером. С расширением изучения области процессинговых добавок их эффективность значительно повысилась, расширилась область их применения, появились процессинговые добавки не только для линейного полиэтилена, но и для высокомолекулярного ПЭВП, полипропилена, для полистирола и его сополимеров, для полиамидов и т.д.Полиорганосилоксаны - Это жидкие масла, не совместимые с полимером. При охлаждении полимера в форме они очень быстро мигрируют и набирают максимальную концентрацию на поверхности изделия. Это свойство является большим преимуществом при использовании полиорганосилоксанов в качестве процессинговых добавок при экструзии. Однако, поверхностная активность (химический потенциал) плёнок значительно снижается, и такие плёнки практически не поддаются термической сварке и не воспринимают печать. В основном, такие материалы используются при листовой экструзии полистирола, труб и т.п., которые не требуют запечатки или термической сварки.
Введение процессинговых добавок в полимер
Существуют два основных метода введения процессинговых добавок в полимер:
Производитель полимера вводит процессинговую добавку на стадии грануляции полимера после синтеза
Введение добавок непосредственно при переработке полимера в изделие.
Эффективность процессинговых добавок очень сильно зависит от качества их смешения с базовым полимером. Процессинговые добавки вводятся в очень небольшом количестве (0,04-0,05% или 400-500 ppm) и для того, чтобы достичь качественного смешения с перерабатываемым материалом необходимо использовать суперконцентраты. Представленные на рынке материалы содержат от 2 до 5% процессинговой добавки. Так как фторэластомеры не совместимы с полиэтиленом, они образуют дисперсную фазу в матрице полиэтилена. Чем меньше размер частиц, тем выше эффективность суперконцентрата. В любом случае, для оптимальной работы размер частиц не должен превышать 2 мкм.Основные направления применения процессинговых добавок
Процессинговые добавки используются для улучшения следующих параметров производственного процесса:Устранение поверхностных дефектов, возникающих вследствие аномалии вязкости и избыточных сдвиговых напряжений.
Предотвращение образования отложений и нагара на формообразующем инструменте.
Увеличение производительности.
Снижение количества геликов.
Облегчение переработки вторичных полимеров.
Устранение поверхностных дефектов.Принцип действия процессинговых добавок
Процессинговые добавки обычно вводятся в количестве от 0,01 до 0,1%. Они несовместимы с неполярными полиолефинами, и образуют в матрице перерабатываемого полимера дисперсную фазу с размером частиц около микрона (если правильно выбран режим смешения). Качество смешения добавки с полимером – очень важный фактор, чем мельче частицы добавки, тем большее их количество достигнет поверхности головки за единицу времени. При прохождении расплава через головку частицы процессинга постепенно достигают поверхности головки, и, со временем, образуют скользящий слой. Следует отметить, что при введении процессинговых добавок возможны колебания производительности, что связано с неоднородным покрытием поверхности головки на начальном этапе. По прошествии некоторого времени, который называют кондиционирование (обычно 15-20 минут), процесс стабилизируется, дефекты поверхности исчезают, нагрузка на валу значительно снижается.
Частицы процессинга постепенно уносятся с поверхности головки расплавом полимера. Различные абразивные субстанции в полимере (пигменты, антиблокинги и т.п.) ускоряют этот процесс. Таким образом, существует равновесная точка между отложением процессинга на поверхности головки из расплава и его уносом. Условия процесса (температура, скорость, другие добавки) влияют на соотношение скорости уноса и осаждения добавки, поэтому при изменении условий необходимо корректировать и содержание процессинга. Купить красители баско можно тут bars2.com
Процессинговые добавки следует выбирать и с учётом вязкости перерабатываемого полимера. Большинство добавок, представленных на рынке, разработаны для линейного ПЭНП с ПТР=1-2 г/10 мин. или чуть ниже и бимодального ПЭВП с широким молекулярно массовым распределением.
Тип и количество функциональных групп также могут влиять на эксплуатационные качества процессинговых добавок. По некоторым литературным данным возможно взаимодействие кислотных групп добавки с оксидами и гидроксидами на поверхности головки, улучшающее адгезию. В то же время, другие исследовательские группы сообщают об отсутствии зависимости эффективности добавки от содержания функциональных групп, а третьи сообщают об отрицательном влиянии на свойства. По-видимому, это зависит от совместимости конкретной добавки с материалом конкретной фильеры, и не может быть учтено заранее.