Процессинговые добавки для полимерных материалов

Одними из самых эффективных экструзионных добавок, применяемых при производстве полиэтиленовых и полипропиленовых плёнок, являются процессинговые добавки (мастербатчи). Эти добавки используют обычно для повышения общей производительности машин при изготовлении полиолефиновых плёнок, улучшения качества поверхности этих изделий (проявляется глянец), существенно уменьшается их разнотолщинность. При этом минимизируется образование нагара как на формообразующих поверхностях плоскощелевой головки (или кольцевой — на раздувочных плёночных машинах), так и на внутренней поверхности экструдера, за счёт отложения на металле тонкого слоя действующего вещества добавки – как правило, сополимера гексафторпропилена с винилиденфторидом (но не обязательно, используется также соответствующая кремнеорганика, обычно полидиметилсилоксан), который предотвращает налипание перерабатываемого полимера на гладкую горячую металлическую поверхность или в его застойных зонах, что сокращает, таким образом, время пребывания этого материала в экструдере и, как следствие, его термодеструкцию.

Сами продукты термодеструкции проявляются в виде чёрных точек, которые обычно чётко видны на поверхности плёночного изделия. Эти чёрные точки являются либо продуктами окисления низкомолекулярной фракции полимера – носителя, либо продуктами окисления иных мастербатчей – антистатиков или слипов. Одновременно с чёрными точками на плёнке могут проявляться ещё один вид дефектов – так называемые гелики – полупрозрачные мелкие образования, представляющие из себя продукты сшивки макромолекул.

Применение процессинговой добавки в виде суперконцентратов указанных действующих веществ в соответствующем полимере – носителе способствует устранению образования данных видов дефектов, или, по крайней мере, увеличению интервала времени до критического накопления данных видов дефектов. То есть применение данной добавки существенно улучшает качество выпускаемой продукции.

Очень важной особенностью работы данного вида суперконцентрата является двухстадийность технологии его использования. На первой стадии суперконцентрат вводят в количестве около 5% массовых для быстрейшего насыщения расплава перерабатываемого в плёнку полимера действующим веществом, который, имея малое сродство к указанному полимеру — полиолефину, вытесняется на периферию движущего потока, и выстилает все внутренние поверхности перерабатывающего оборудования и формующего инструмента. Именно этот слой обеспечивает сближение профиля скоростей потока в пристеночном слое и по центру потока. В исходном состоянии именно эта разница скоростей определяет появление дефектов поверхности.

Сами дефекты, как «акулья кожа» или «апельсиновая корка», ликвидируются из-за выравнивания профиля скоростей расплава полимера в зазоре формующей головы и предотвращения срыва потока полимера на выходе из головки.

Применение процессинговых мастербатчей

Обычно на первую стадию использования суперконцентрата  процессинговой добавки приходится около 20 – 30 минут, в зависимости от состояния рабочей поверхности оборудования, температурных режимов, производительности. С того момента, который можно определить по снижению нагрузки на привод экструдера, дозировка мастербатча может быть снижена до величины 0,1 – 0,5 % массовых, которой вполне достаточно для восстановления дефектов образовавшегося тонкого пристеночного слоя фторполимера (или полидиметилсилоксана), которые получаются из-за уноса части фторполимера проходящим потоком перерабатываемого в плёнку полиолефина.

Далее, снижение количества и скорости образования нагара имеет ещё одно очень важное обстоятельство — каждая остановка для очистки фильеры (особенно на установках по производству двуосноориентированной полипропиленовой (БОПП) плёнки, которая производится на линиях большой единичной мощности), приводит к образованию значительных количеств пусковых отходов, а остановка и последующий запуск линий занимает определённое время, следовательно, чем больше промежутки между чистками и перезапусками этих линий, тем меньше фактического простоя линий во времени, тем выше эффективность её работы. Кроме того, известно, что применение процессинговых мастербатчей позволяет существенно уменьшить разнотолщинность полиолефиновых плёнок, уменьшить или совсем убрать дефекты поверхности. Разнотолщинность уменьшается вследствие минимизации или даже полной ликвидации пульсации расплава полимера, поступающего на формующую головку экструзионной линии при работе экструдера.

Также опыт использования процессинговой добавки позволяет успешно их применять при переработке вторичных полимеров, которые, как правило, представляют собой плохо охарактеризованную смесь различных видов (речь в  первую очередь идёт о полиолефинах). Так как вторичные полимеры, как правило, структурированы и при переработке вызывают рост давления на голове экструдера по  сравнению с первичными полимерами, добавление указанной добавки вызывает снижение давления на голове.

Естественно, полностью решить все проблемы, возникающие при переработке таких полимеров, невозможно, но использование процессинга расширяет интервал задаваемых параметров переработки, особенно при использовании дополнительных видов добавок.

Следует упомянуть ещё об одной стороне использования процессинговой добавки – это её совместимость с другими добавками. Так например, экспериментально установлено, что эффективность процессинговой добавки резко снижается при совместном использовании с меловой добавкой, а также с суперконцентратом диоксида титана, что может быть объяснено абразивным удалением мономолекулярного слоя фторорганики с поверхности формующего инструмента и уменьшением эффекта сглаживания профиля скоростей расплава перерабатываемого полимера, что, естественно, может инициировать срыв потока полимера на выходе из формующего инструмента, рост давления на голове. Проблема решается просто повышением дозировки самой добавки. Кроме того, установлен факт отрицательного влияния действующего вещества УФ — стабилизаторов — стерически затруднённых аминов различных типов (HALS – ов) на эффективность работы процессинга. Это обстоятельство должно учитываться при производстве В качестве примера выпускаемой продукции по процессинговым мастербатчам: ПП (030) – ДПР – 3.

Процессинговые добавки производства ГАММА-ПЛАСТ

О рекомендуемых дозировках, ценах на добавки можно получить консультации в коммерческом отделе фирмы ООО «ГАММА-ПЛАСТ».