Натрупването на матрици остава основно предизвикателство при екструдирането на полимери

Натрупването на отлагания в матрицата е едно от най-често срещаните предизвикателства при обработката на полимерни екструзии. Независимо дали произвеждат кабелни съединения, раздуто фолио, тръби, профили или инженерни пластмасови изделия, преработвателите на полимери могат да се сблъскат с отлагания на материал около матрицата след непрекъсната работа.

Въпреки че натрупването на отлагания върху матрицата първоначално може да изглежда като незначителен проблем с поддръжката, прекомерното натрупване на материал може постепенно да повлияе на стабилността на екструдирането, външния вид на продукта, ефективността на производството и производствените разходи. Честото почистване прекъсва производството, увеличава разхищението на материали и намалява общото използване на оборудването.

Тъй като скоростите на екструдиране продължават да се увеличават и полимерните формулировки стават все по-сложни, контролирането на натрупването на матрици става все по-важно за производителите, търсещи стабилно и висококачествено производство.

Тази статия обяснява:

• Какво е натрупване на матрица
• Защо се случва по време на екструдиране на полимери
• Кои материали са най-податливи
• Как условията на обработка влияят върху натрупването на матрицата
• Как адитивните технологии на основата на силикон могат да помогнат за подобряване на стабилността при екструдиране

Какво е натрупване на матрица?

Натрупването на отлагания върху матрицата се отнася до постепенното натрупване на полимерни остатъци, добавки, пълнители, пигменти или продукти от разграждането около изхода на матрицата по време на непрекъсната екструзия.

В зависимост от материалната система и условията на обработка, отлаганията могат да се проявят като:

• Кафяво или черно замърсяване
• Лепкави полимерни остатъци
• Карбонизиран материал
• Бели отлагания на пълнител
• Повърхностно замърсяване около ръба на матрицата

Степента на натрупване на отлагания върху матрицата варира в зависимост от дизайна на формулата, екструдиращото оборудване, температурата на обработка, скоростта на срязване и съвместимостта на добавките.

Ако не се контролират правилно, тези отлагания могат евентуално да се прехвърлят върху екструдирания продукт, което да повлияе както на външния вид, така и на консистенцията на производството.

Защо се получава натрупване на матрица?

Натрупването на отлагания върху матрицата рядко се причинява от един-единствен фактор. Вместо това, то обикновено е резултат от взаимодействието на свойствата на материала, дизайна на формулата и условията на обработка.

1. Високо междуфазово триене между полимер и метал

По време на екструдирането, разтопеният полимер е в непрекъснат контакт с повърхностите на шнека, цилиндъра и матрицата.

При условия на високо срязване, силната адхезия между полимерната стопилка и металните повърхности може да увеличи тенденцията за натрупване на материал.

Материалите с относително висок вискозитет на стопилката или недостатъчно смазване обикновено са по-податливи на това явление.

2. Високо съдържание на пълнител

Съвременните термопластични съединения често съдържат значителни количества функционални пълнители, като например:

• Алуминиев хидроксид (ATH)
• Магнезиев хидроксид (MDH)
• Калциев карбонат
• Талк
• Стъклени влакна

Въпреки че тези пълнители подобряват огнеупорността или механичните характеристики, те могат също така да увеличат вискозитета на стопилката и устойчивостта на обработка, което прави стабилната екструзия по-трудна.

3. Температура на обработка

Както прекомерно високите, така и недостатъчните температури на обработка могат да допринесат за натрупване на отлагания върху матрицата.

По-високите температури могат да ускорят разграждането на полимера или изпаряването на добавките, докато по-ниските температури могат да намалят течливостта на стопилката и да увеличат напрежението на срязване.

Следователно поддържането на подходящ прозорец за обработка е от съществено значение за стабилна екструзия.

4. Прекомерно напрежение на срязване

Високата екструзионна мощност често е свързана с по-висока скорост на шнека и по-голямо напрежение на срязване.

Когато напрежението на изхода на матрицата надвиши способността на полимерната стопилка да тече гладко, може да възникне повърхностна нестабилност, което увеличава вероятността от натрупване на материал около матрицата.

Кои полимерни системи са по-податливи?

Въпреки че натрупването на отлагания може да се появи в много термопластични материали, то се наблюдава по-често в приложения като:

• Екструдиране на полиетиленово (PE) фолио
• Полипропиленови (PP) съединения
• Кабелни съединения с високо ATH или MDH натоварване
• Високо пълни инженерни пластмаси
• Екструзия на тръби
• Екструзия на профил

Всяка материална система има различни характеристики на обработка, така че изборът на добавки трябва да се основава на специфичната формула и изискванията за приложение.

Как могаДобавки на силиконова основаПомощ?

Един ефективен подход за намаляване на натрупването на отлагания върху матрицата е подобряването на смазването на стопилката и модифицирането на взаимодействието между полимерната стопилка и обработваните метални повърхности.

Високомолекулният силиконов мастербач обикновено се оценява за тази цел, тъй като може да повлияе на поведението на стопилката, без фундаментално да променя полимерната матрица.

Потенциалните ползи могат да включват:

• Намалено триене между полимер и метал
• Подобрена стабилност на течливостта на стопилката
• По-нисък въртящ момент на екструдиране
• По-чисти повърхности на матриците по време на непрекъснато производство
• Намалена честота на почистване на матриците

Действителната производителност зависи от вида на полимера, формулата на добавките, условията на обработка и нивото на дозиране.

Защо силиконов мастербач вместо конвенционални лубриканти?

Традиционните смазочни материали могат да подобрят обработката при определени условия, но те не винаги осигуряват баланс между ефективността на обработката и дългосрочните характеристики на повърхността.

Силиконовият мастербач, като добавка за пластмаси и модификатор на полимери, съчетава модификация на обработката с подобряване на повърхността, което го прави подходящ за приложения, изискващи както стабилна екструзия, така и подобрено качество на крайния продукт.

В зависимост от формулата, силиконовият мастербач може също да допринесе за:

• Подобрена гладкост на повърхността
• По-нисък коефициент на триене
• По-добра устойчивост на надраскване и износване

Силиконови мастербачи SILIKE за стабилност при екструдиране

SILIKE разработва силиконови мастербачи, предназначени да помогнат на преработвателите на полимери да се справят с често срещаните предизвикателства при екструдирането в широк спектър от термопластични приложения.

С опит в интеграцията на силикон-полимери и разработването на приложения, SILIKE работи с клиенти, за да оцени съвместимостта на формулите, да оптимизира условията на обработка и да препоръча решения за силиконови мастербачи въз основа на специфични производствени изисквания.

Типичните приложения на силиконовия мастербач включват:

•Свързвания за проводници и кабели
•Екструдиране на PE и PP фолио
•Екструдиране на тръби и профили
•Автомобилни пластмаси
• Инженерни пластмаси
• TPU и TPE материали

Препоръчва се оценка, специфична за приложението, за да се определи най-подходящото решение за всяка полимерна система.

Заключение

Натрупването на частици в матрицата е сложен процес, повлиян от характеристиките на полимера, дизайна на формулата, пълнителните системи и условията на екструдиране. Въпреки че няма универсално решение, разбирането на основните механизми позволява на производителите да разработят по-стабилни и ефективни стратегии за обработка.

За много термопластични приложения, силиконовият мастербач осигурява ефективно средство за подобряване на поведението на стопилката, намаляване на триенето между полимер и метал и подпомагане на по-чиста и по-последователна екструзия.

Чрез разработка, фокусирана върху приложенията, и техническа поддръжка, SILIKE продължава да помага на преработвателите на полимери да оптимизират производителността на екструдирането и да подобрят производствената ефективност в широк спектър от термопластични материали.

Свържете се със SILIKE за безплатен преглед на формулата и за да получите Техническия информационен лист (TDS) заСиликонов мастербач от серията SILIKE LYSI(полимерни добавки на базата на силоксан). Нашият екип от експерти е готов да предостави персонализирани решения, заявки за мостри и цялостна техническа поддръжка, за да ви помогне да преодолеете предизвикателствата при обработката, да намалите натрупването и отделянето на лигавина от матрицата и да повишите конкурентоспособността на вашия продукт!

Телефон: +86-28-83625089
Email:amy.wang@silike.cn
Уебсайт: www.siliketech.com