Perché si verifica la frattura del fuso nell'estrusione di film di PE?

La frattura da fusione è uno dei difetti superficiali più comuni nell'estrusione di film di polietilene (PE), soprattutto nei processi ad alta velocità di LLDPE, HDPE e mLLDPE.

In genere si presenta come:

• Texture superficiale a pelle di squalo

• Aspetto della pellicola ruvido o irregolare

• Instabilità del flusso all'uscita della filiera

• Perdita di trasparenza ottica

Causa ultima

La frattura del fuso è causata dall'instabilità del flusso interfacciale quando il polimero fuso passa attraverso la filiera sotto un elevato sforzo di taglio.

Quando lo sforzo di taglio supera una soglia critica:

• Il polimero fuso non riesce a mantenere un flusso regolare

• Il comportamento stick-slip si verifica sulla parete dello stampo.

• Lo strato superficiale si frattura periodicamente

La situazione si aggrava nelle seguenti condizioni:

• Estrusione ad alta velocità di linea

• Spazi tra gli stampi ristretti

• Resine ad alto peso molecolare

• Gradi di PE a base di metallocene

Perché vengono utilizzati i tradizionali PPA a base di fluoropolimeri

Per decenni, gli additivi per la lavorazione dei polimeri a base di fluoropolimeri (PPA) sono stati utilizzati per risolvere i problemi di frattura da fusione nell'estrusione di film di PE.

Il loro funzionamento si basa su:

• Migrazione verso la superficie del die

• Formazione di un rivestimento fluorurato a bassa energia superficiale

• Riduzione dell'attrito tra stampo e fuso

• Abilitazione dello scivolamento a parete

Questo contribuisce a stabilizzare il flusso del fuso e ad eliminare i difetti a "pelle di squalo".

Tuttavia, la crescente pressione normativa sulle sostanze correlate ai PFAS sta cambiando il modo in cui i trasformatori affrontano questa soluzione.

Perché i produttori sono alla ricerca di soluzioni senza fluoropolimeri

Il passaggio da PPA a fluoropolimeri è determinato da:

Pressione normativa

• Proposte di restrizione delle sostanze PFAS ai sensi del regolamento REACH dell'UE

• Requisiti di segnalazione relativi alle sostanze PFAS previsti dal TSCA dell'EPA statunitense

• Iniziative globali di monitoraggio delle sostanze PFAS

Requisiti OEM e di marca

• Richieste di imballaggi privi di PFAS

• Audit di conformità in materia di sostenibilità

• Obiettivi per l'economia circolare

Problemi tecnici e operativi

• Contaminazione residua da fluoropolimeri nei flussi di riciclaggio

• Rischi di qualificazione all'esportazione

• Incertezza della catena di approvvigionamento

Di conseguenza, i processori sono alla ricerca attiva di:

Come eliminare la frattura da fusione senza fluoropolimeri

È possibile eliminare la frattura da fusione senza l'utilizzo di fluoropolimeri?

SÌ.

La maggior parte dei produttori di additivi per polimeri ha lanciato sul mercato coadiuvanti di processo privi di PFAS, offrendo un approccio alternativo che non si basa su rivestimenti superficiali fluorurati.

Anziché creare una pellicola permanente di fluoropolimero, questi sistemi funzionano attraverso un controllo dinamico della lubrificazione interfacciale.

Come gli ausili di processo senza PFAS eliminano la frattura da fusione

I PPA privi di PFAS (in particolare i sistemi a base di silicone) riducono la frattura da fusione attraverso un meccanismo diverso:

1. Stabilizzazione dello scorrimento interfacciale

Modificano l'interazione tra il polimero fuso e la superficie dello stampo, riducendo l'instabilità di stick-slip.

2. Riduzione delle fluttuazioni dello sforzo di taglio

Regolarizzando il comportamento del flusso a livello molecolare, riducono al minimo le variazioni improvvise di stress all'uscita dello stampo.

3. Formazione dinamica dello strato di lubrificazione

All'interfaccia si forma uno strato molecolare autoregolante che stabilizza continuamente le condizioni di estrusione.

4. Migliore uniformità del flusso di fusione

Il polimero fuso mantiene un profilo di velocità più uniforme lungo tutta la filiera.

SILIMER PPA senza PFAS per l'eliminazione della frattura da fusione

SIMILE SIMILE ANCORA COADIUVANTI DI PROCESSO SENZA PFASsono progettati specificamente per i sistemi di estrusione di poliolefine che richiedono stabilità ad alta velocità e alta qualità superficiale nella produzione di film.

Sono sviluppati come alternative ai fluoropolimeri PPA per:

• Estrusione di film in LLDPE

• Lavorazione di pellicole in HDPE

• Linee di estrusione ad alta velocità per film soffiato in mLLDPE

Come funziona SILIMER, un coadiuvante di processo senza PFAS, alternativa alla tecnologia dei fluoropolimeri PPA.

Vantaggi prestazionali delle soluzioni alternative senza PFAS e senza fluoro della serie SILIKE SILIMER nell'estrusione di film in PE

Se applicati nei sistemi di produzione di film in PE, gli additivi di processo senza PFAS della serie SILIKE SILIMER possono essere d'aiuto per:

♦ Elimina le fratture da fusione e i difetti a pelle di squalo

♦ Migliora la levigatezza della superficie e mantiene la chiarezza ottica

♦ Ridurre la pressione di estrusione

♦ Migliorare la stabilità del throughput

♦ Ridurre l'accumulo di residui e i tempi di inattività

♦ Mantenere prestazioni stabili ad alte velocità di linea

Dove i PPA senza PFAS sono più efficaci

Sono ampiamente utilizzati in:

Estrusione di film soffiato

• Pellicole in LLDPE e mLLDPE
• Produzione di film sottili ad alta velocità
• Applicazioni delle pellicole per imballaggio

estrusione di film fuso

• Pellicole ottiche e per imballaggio
• Strutture multistrato

sistemi di film in HDPE

• Film industriali
• Imballaggi per carichi pesanti con sistema di formatura, riempimento e sigillatura (FFS)

Processo di riciclo delle poliolefine

• Stabilizzazione del comportamento incoerente del flusso di fusione

Come ottimizzare l'eliminazione delle fratture da fusione senza fluoropolimeri

Per ottenere risultati ottimali, i processori in genere seguono questo approccio:

Fase 1: Identificare le condizioni di base

• Registrare la pressione attuale, la produzione e il livello di difetto

Fase 2: Introduzione di PPA senza PFAS

• Aggiungere al dosaggio minimo raccomandato
• Assicurare una corretta dispersione nel masterbatch o nella fase di compounding

Fase 3: Stabilizzare il comportamento interfacciale

• Consentire al sistema di raggiungere un equilibrio di lubrificazione stabile

Fase 4: Ottimizzazione dei parametri di elaborazione

• Regolare il profilo di temperatura
• Regolare con precisione la velocità della linea e la velocità della vite

Passaggio 5: Convalidare la qualità della pellicola

• Verificare la levigatezza della superficie
• Monitorare la stabilità della torbidità e della lucentezza
• Valutare la stabilità a lungo termine

PPA senza PFAS rispetto a PPA fluoropolimerici nel controllo della frattura da fusione

Soluzioni pratiche per una lavorazione stabile e ad alta velocità di film di polietilene.

Confronto di dati reali: Serie SILIKE SILIMER PPA senza fluoro vs. Coadiuvante di processo senza PFAS

Domande frequenti

È possibile eliminare completamente la frattura da fusione senza l'utilizzo di fluoropolimeri?

Sì. Gli agenti antiaggreganti fosforici (PPA) senza PFAS della serie SILIKE SILIMER possono eliminare completamente la frattura da fusione nella maggior parte dei sistemi di estrusione di film in PE, se opportunamente ottimizzati.

I PPA privi di PFAS influiscono sulla trasparenza o sulla lucentezza delle pellicole?

Nessun impatto negativo significativo se utilizzato ai dosaggi raccomandati.

Le soluzioni prive di fluoro sono adatte all'estrusione ad alta velocità?

Sì. Gli additivi polimerici per processi senza PFAS della serie SILIKE SILIMER sono progettati per condizioni di elevata sollecitazione di taglio e alta produttività.

È possibile utilizzare PPA privi di PFAS con PE riciclato?

Sì. Gli agenti antipolimerici (PPA) senza PFAS della serie SILIKE SILIMER possono migliorare la stabilità nei processi di riciclo delle poliolefine.

Conclusione

La frattura del fuso nell'estrusione di film di PE è fondamentalmente un problema di instabilità del flusso causato dall'attrito interfacciale sulla superficie della filiera.

Sebbene i PPA a base di fluoropolimeri siano stati storicamente utilizzati per risolvere questo problema,Coadiuvanti di processo privi di PFASOra rappresentano un'alternativa valida e sempre più apprezzata.

Soluzioni prive di PFAS come la tecnologia SILIKE SILIMERabilitare:

♦ Estrusione stabile ad alta velocità

♦ Superfici della pellicola prive di difetti

♦ Riduzione dell'accumulo di materiale sul chip

♦ Preparazione alla conformità normativa

♦ Sistemi di lavorazione senza fluoro

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