Kokie yra pagrindiniai techniniai skirtumai tarp PP pūstos plėvelės mašinos ir kitų polimerų (EG, PE, PVC) pūtimo mašinų?

Pūtimo plėvelės ekstruzija yra vienas iš tų gamybos procesų, kuris iš išorės atrodo nesudėtingas - išlydytas plastikas patenka į vidų, išeina plėvelė -, tačiau pradėjus dirbti su skirtingomis polimerų grupėmis atskleidžiamas didžiulis sudėtingumas. Kiekvienas, paleidęs polietileno liniją ir pabandęs pereiti prie polipropileno nieko nereguliuodamas, greitai atranda, kad mašinos nėra keičiamos, net jei atrodo beveik identiškos.

Priežastis yra esminė: skirtingi polimerai turi skirtingą molekulinę struktūrą, skirtingą lydymosi elgesį, skirtingus terminius reikalavimus ir skirtingas kietėjimo charakteristikas. Plėvelės pūtimo mašina yra optimizuota atsižvelgiant į šias savybes. Pakeiskite polimerą nekeisdami mašinos sąrankos ir geriausiu atveju gausite prastą plėvelės kokybę, o blogiausiu atveju - apdorojimo nelaimę.

Šiame straipsnyje nagrinėjami pagrindiniai techniniai skirtumai tarp aPP pūstos plėvelės mašinair mašinos, skirtos PE, PVC ir kitiems įprastiems polimerams -, apimančios viską nuo statinės temperatūros ir štampų konstrukcijos iki aušinimo sistemų ir pakilimo įrangos.

Apdorojimo temperatūros reikalavimai

Temperatūra yra akivaizdžiausias skirtumas tarp polimerų apdorojimo sistemų ir formuoja beveik visus kitus mašinos dizaino aspektus.

Polipropilenas (PP)lydymosi temperatūra yra 160–165 laipsnių homopolimero rūšims, o apdorojimo temperatūra ekstruzijos metu paprastai svyruoja nuo 200 laipsnių iki 260 laipsnių, priklausomai nuo konkrečios rūšies ir lydalo srauto reikalavimų. PP reikalinga pastovi, gerai{5}}kontroliuojama šiluma visose statinės zonose, kad būtų pasiektas tolygus lydymasis be degradacijos.

Polietilenas (PE)apima daugybę rūšių, tačiau dažniausiai pūstos plėvelės - LDPE, LLDPE, HDPE - apdorojamos žemesnėje temperatūroje nei PP. LDPE paprastai apdorojama 160–200 laipsnių, LLDPE 180–210 laipsnių, o HDPE šiek tiek aukštesnė – 190–240 laipsnių. Paprastai žemesnė PE apdorojimo temperatūra reiškia šiek tiek mažesnį statinės, sraigto ir štampo šildymo sistemų šilumos poreikį.

PVCyra sudėtingesnis atvejis. Tvirtas PVC apdorojamas 170–200 laipsnių temperatūroje, tačiau esminė problema yra ne tik temperatūra -, bet ir šiluminis jautrumas. PVC greitai suyra virš apdorojimo lango, išskirdamas druskos rūgšties dujas. Tai lemia iš esmės skirtingą mašinos konstrukciją su trumpesniu išlaikymo laiku, mažesnėmis šlyties varžtais ir specializuota korozijai{6}}atspari metalurgija visoje mašinoje.

Praktinės mašinos projektavimo pasekmės:PP mašinoms reikia tvirtų, tiksliai valdomų kelių zonų statinių šildytuvų, galinčių pasiekti ir išlaikyti 200–260 laipsnių kampą su minimaliais svyravimais. Temperatūros vienodumas yra ypač svarbus PP, nes lydymosi temperatūros svyravimai per štampavimo perimetrą sukelia storio netolygumą ir optinius defektus, kurie labiau matomi PP plėvelėje nei daugelyje PE plėvelių.

Varžtų dizainas ir geometrija

Ekstruzijos varžtas yra mašinos širdis, o jo geometrija yra suderinta su tikslinio polimero reologiniu elgesiu.

PP varžtaiyra skirti apdoroti polimerą, kurio lydymosi klampumas yra gana didelis apdorojimo temperatūroje ir staigus lydymosi perėjimas.

PP lydosi mažesniame temperatūros diapazone nei LDPE. Jis taip pat turi stipresnį polinkį į lydymosi lūžį. Lydymosi lūžis yra paviršiaus problema, kurią sukelia per didelis šlyties įtempis štampelyje. PP varžtai paprastai turi šias savybes:

Didesnis suspaudimo laipsnis (nuo 3:1 iki 4:1), kad tinkamai ištirptų kristališkesnė PP struktūra

Ilgesnė dozavimo zona lydalo temperatūrai homogenizuoti

Maišymo elementai (barjeriniai skrydžiai arba Maddock maišytuvai) lydalo vienodumui pasiekti

PE varžtaipaprastai yra skirti polimerams, kurių lydalo klampumas yra mažesnis ir kurio lydymosi profilis yra platesnis, laipsniškesnis. Standartiniuose LDPE sraigtuose naudojami mažesni suspaudimo laipsniai (nuo 2,5:1 iki 3,5:1), nors LLDPE ir HDPE -, kurių klampumas didesnis nei LDPE -, reikalauja agresyvesnių varžtų konstrukcijos su patobulinta maišymo geometrija.

PVC varžtaiiš esmės skiriasi nuo abiejų. Kadangi PVC suyra veikiant didelei šlyčiai, PVC varžtai suprojektuoti su mažesniu suspaudimo laipsniu, mažesniu skrydžio gyliu ir minimaliu maišymo intensyvumu. Sraigtų ir cilindrų medžiagos turi būti atsparios korozijai (paprastai bimetalinės arba specialiai padengtos), kad atlaikytų vandenilio chlorido rūgštį, išsiskiriančią bet kokio momentinio skilimo metu.

Die Head dizainas ir konfigūracija

Štampo galvutė suformuoja išlydytą polimerą į žiedinį plėvelės burbulą. PP štampų konstrukcijos reikalavimai skiriasi nuo PE keliais svarbiais aspektais.

PP štampo galvutėsturi tilpti polimeras, turintis didesnį lydalo klampumą ir didesnį jautrumą srauto disbalansui. Pagrindinės dizaino savybės:

Spiralinė štampo geometrijaužtikrinti tolygų srauto pasiskirstymą per visą perimetrą -, labai svarbu PP, nes klampos pokyčiai tiesiogiai virsta storio svyravimais

Griežtesnės lūpų tolerancijosvaldyti PP polinkį į lydymosi lūžį esant didesniam pralaidumui

Aukštesnė štampo temperatūrapalaikomos tiksliai{0}}valdomomis šildytuvo juostomis

PE štampų galvutėsveikia esant mažesniam slėgiui nei PP štampavimo galvutės, kad būtų galima palyginti našumą, nes PE lydalai turi mažesnį klampumą. Visų pirma LDPE štampo konstrukcija gali būti paprastesnė, nes LDPE pasižymi puikiu lydymosi stiprumu ir geriau atleidžia nedidelius srauto disbalansus nei PP.

PVC štampavimo galvutėsreikalingos korozijai{0}}atsparios medžiagos (dažnai padengtos chromu arba nikeliu ant tekančių paviršių), kad būtų atsparios rūgšties poveikiui. Jie taip pat pasižymi supaprastinta vidine geometrija, kurioje nėra negyvų dėmių, kur medžiaga gali sustingti ir suirti.

Aušinimo sistemos reikalavimai

Čia PP ir PE įrenginių skirtumai tampa dramatiškiausi - ir daugelis apdorojimo problemų kyla, kai operatoriai bando paleisti PP mašinoje, sukonfigūruotame PE.

Tai sukuria didelę problemą. PP plėvelė turi greitai ir tolygiai atvėsti, kad atrodytų pakankamai skaidri. Tačiau PP apdorojimo temperatūra yra aukštesnė. O temperatūrų skirtumas tarp karštai lydyto plastiko ir vėsaus oro yra labai didelis. Įprastoms PE aušinimo sistemoms šiuos poreikius sunku patenkinti.

Tai sukuria didelį iššūkį: PP plėvelė turi būti greitai ir tolygiai aušinama, kad būtų pasiektas priimtinas skaidrumas, tačiau aukštesnė polimero apdorojimo temperatūra ir didesnis temperatūrų skirtumas tarp lydalo ir aplinkos oro sukuria reikalavimus, kuriuos standartinėms PE aušinimo sistemoms sunku patenkinti.

PP pūstos plėvelės mašinostai spręskite:

Didelio{0}}tūrio aušinimo oro žiedai- tiekia didesnį oro kiekį didesniu greičiu nei standartiniai PE oro žiedai, kad būtų greičiau aušinamas didesnis temperatūros skirtumas

Dviejų-lūpų arba kelių-zonų oro žiedai- leidžia tiksliai valdyti aušinimo oro tiekimą, stabilizuoti burbulą ir pasiekti vienodą plėvelės storį bei optines savybes

Ilgesni aušinimo bokštai(didesnis šalčio linijos aukštis) -, nes PP reikia didesnio atstumo virš štampo, kad visiškai sukietėtų, palyginti su LDPE

PE pūstos plėvelės mašinos, ypač LDPE, veikia su mažesniais aušinimo reikalavimais. LDPE greitai kristalizuojasi ir toleruoja įvairesnes aušinimo sąlygas, tuo pačiu išgaudamas priimtiną plėvelės kokybę. Paprastai pakanka standartinių pavienių -lūpų oro žiedų ir nedidelio aušinimo oro kiekio.

HDPEyra įdomus palyginimo taškas. Kaip ir PP, HDPE turi gana staigų lydymosi perėjimą ir reikalauja efektyvaus aušinimo, tačiau HDPE plėvelė paprastai yra nepermatoma, nepaisant aušinimo greičio (dėl jos labai kristališkumo), todėl optinis jautrumas, apsunkinantis PP apdorojimą, nėra pagrindinis veiksnys.

PVCreikalauja kito požiūrio. PVC lydalas turi būti atvėsinamas gana greitai, tačiau pagrindinis aušinimo uždavinys iš tikrųjų yra valdyti šilumos kaupimąsi štampelyje ir adapteryje, kad būtų išvengta degradacijos -, o ne optimizuoti plėvelės optines savybes.

Lydymosi stiprumas ir burbulo stabilumas

Išlydyto plastiko burbulo virš štampo stabilumas yra vienas iš pagrindinių proceso parametrų gaminant pūstą plėvelę ir jis labai skiriasi tarp polimerų.

PP lydalo stiprumasyra žymiai mažesnis nei LDPE lydalo stiprumas esant lygiavertėms apdorojimo temperatūroms. Tai reiškia, kad PP plėvelės burbulas yra labiau nestabilus -, jei aušinimas yra nepakankamas arba svyruoja ekstruzijos greitis, jis lengviau krenta, plazdėja arba subyra.

Norėdami tai kompensuoti, PP pūstos plėvelės mašinose paprastai yra:

Burbulų narvelių kreiptuvai(vidiniai ir (arba) išoriniai), kurie fiziškai stabilizuoja besiplečiantį burbulą

Kruopštus sprogimo koeficiento{0}}kontrolė (BUR)- PP paprastai apdorojamas mažesniais BUR nei LDPE, kad būtų išlaikytas burbulo stabilumas

Vidaus burbulinio aušinimo (IBC) sistemosaukštesnės -specifikacijos PP mašinose - vidinis oras pakeičiamas kontroliuojama-temperatūros oro cirkuliacija, siekiant pagerinti aušinimo greitį ir burbulų stabilumą vienu metu

LDPE, priešingai, turi puikų lydymosi stiprumą. Klasikinis pūstos plėvelės burbulas ant LDPE linijos yra labai stabilus ir atlaidus, - jis toleruoja didesnius proceso svyravimus ir nesugriūva, todėl LDPE istoriškai buvo dominuojantis pūstos plėvelės polimeras.

LLDPEturi mažesnį lydymosi stiprumą nei LDPE, nors yra chemiškai panašus, o LLDPE plėvelės mašinos atitinka kai kuriuos PP linijų burbulų stabilumo valdymo reikalavimus, nors ir ne tokius griežtus.

Vežimo{0}}Išjungimo ir apvijų sistemos

Po to, kai plėvelė yra atvėsinta ir išlyginta ties griūvančiu rėmu, ji praeina per įpjovimo ritinius ir suvyniojama į ritinius. PP savybės turi įtakos ir čia keliamiems reikalavimams.

PP plėvelėstandartinėmis sąlygomis turi mažesnį trinties koeficientą (COF) nei PE plėvelė, o tai reiškia, kad ji lengviau slysta -, tai yra pageidautina savybė daugeliu atvejų, tačiau kai reikia, kad būtų galima susukti ritinėlį ir apvijų sistemas, kurios atsižvelgtų į galimą plėvelės slydimą.

PP plėvelėtaip pat yra labiau linkęs kauptis statiniu krūviu nei daugelis PE rūšių, ypač mažai{0}}drėgnoje aplinkoje. Dėl statinės plėvelės sluoksniai prilimpa vienas prie kito ir prie įrangos paviršių, todėl kyla tvarkymo problemų. PP plėvelių linijose dažnai yra statinė šalinimo įranga (jonizavimo strypai) ištraukimo ir vyniojimo stadijose.

PVC plėvelėvyniojimas reikalauja kruopštaus dėmesio, kad būtų išvengta blokavimo (gretimų plėvelės sluoksnių sulipimo), o tai valdoma naudojant atitinkamus priedų paketus plėvelės formulėje ir kontroliuojamą apvijos įtempimą.

Priedai ir sudėtis

Į polimero kompoziciją įtraukti priedai sąveikauja su mašinos projektavimo reikalavimais skirtingais būdais, kurie skiriasi priklausomai nuo polimero.

PP pūstos plėvelės kompozicijospaprastai apima:

Branduolinės medžiagos-, siekiant pagreitinti kristalizaciją ir pagerinti optinį aiškumą, iš dalies kompensuojant natūraliai lėtą PP kristalizaciją

Skaidrinimo agentai- programoms, kurioms reikalingas išskirtinis skaidrumas

Antiblokavimo ir slydimo priemonės- valdyti plėvelę-į-filmuoti ir filmuoti-į-įrangos trintį

Antioksidantai- PP yra jautresnis terminiam oksidaciniam skaidymui nei PE, todėl antioksidantų paketai yra svarbūs siekiant išlaikyti lydalo kokybę per ekstruderį

PE formulėspaprastai reikalauja mažiau agresyvios apsaugos nuo antioksidantų nei PP, tačiau gali būti slydimo ir blokavimo priedų, atsižvelgiant į naudojimo reikalavimus.

PVC formulėsreikalingi šilumos stabilizatoriai -, unikalus tarp įprastų pūstų plėvelių polimerų - reikalavimas, kad būtų išvengta skilimo apdorojimo metu. Specifinė stabilizatoriaus cheminė sudėtis (kalcio -cinkas, organinis alavas arba švinas-, pagrįsta senesnėmis formomis) turi įtakos ir plėvelės apdorojimui, ir aplinkos profiliui.

Lyginamoji suvestinė lentelė

Dažnai užduodami klausimai

Kl .: Ar PE pūstos plėvelės mašiną galima modifikuoti, kad ji veiktų PP?

A: Iš esmės galimi tam tikri pakeitimai - patobulinti šildytuvai, didesnio-tūrio aušinimo oro žiedas, reguliuojamas varžtas. Praktiškai dėl būtinų modifikacijų gylio dažnai ekonomiškiau investuoti į tikslingai-sukonfigūruotą PP įrangą, ypač jei PP bus įprasta gamybos medžiaga, o ne retkarčiais.

Kl .: Kodėl PP plėvelę sunkiau pasiekti naudojant pūstą plėvelę, palyginti su liejamąja plėvele?

A:PP turi mažą lydymosi stiprumą ir lėtai kristalizuojasi. Dėl šios priežasties pučiamai plėvelei sunku išlaikyti stabilų burbulą ir greitai bei tolygiai jį atvėsinti. Lietos plėvelės ekstruzija veikia skirtingai. Išlydytas plastikas nuleidžiamas ant šalto volo. Tai leidžia daug greičiau ir labiau kontroliuojamą aušinimą. Štai kodėl išlieta PP plėvelė paprastai atrodo aiškiau nei pūsta PP plėvelė. Pūtai PP plėvelei reikia pažangių aušinimo sistemų, kad būtų galima priartėti prie liejamos plėvelės optinės kokybės.

Kl.: Koks išpūtimo koeficientas{0}} būdingas PP pūstai plėvelei?

A: PP paprastai apdorojamas išpūtimo santykiu (BUR) nuo 2:1 iki 3:1, mažesniu nei 3:1–4:1, įprastas naudojant LDPE. Apatinis BUR padeda išlaikyti burbulo stabilumą, atsižvelgiant į ribotą PP lydymosi stiprumą.

K: Ar PP pūstą plėvelę galima perdirbti?A: Taip. PP pūstą plėvelę galima perdirbti polipropileno plėvelės perdirbimo srautuose. Jis nesuderinamas su polietileno perdirbimo srautais, todėl svarbu atskirti medžiagas. Kadangi įvairiose rinkose plečiasi mono-medžiagų pakavimo taisyklės, vis dažniau minimas vienos-polimerinės PP plėvelės perdirbimo pranašumas.

K: Kokios yra pagrindinės programos, kuriose pirmenybė teikiama PP pūstai plėvelei, o ne PE plėvelei?
A: PP pūsta plėvelė tinka aukštam standumui, atsparumui temperatūrai ir geram drėgmės barjerui. Dažniausiai naudojamos kryptinės pakavimo plėvelės (po ištempimo), tekstilės ir drabužių maišeliai, maisto pakuotės, kurioms reikalingas mikrobangų krosnelės suderinamumas, ir pramoninės pakuotės, turinčios didelį standumą. Polietileno plėvelės vis dar yra pirmasis pasirinkimas tempiamoms pakuotėms, žemės ūkio plėvelėms ir lanksčioms pakuotėms, kurioms pirmenybė teikiama žemos temperatūros savybėms ir kietumui.

Kl.: Ar ta pati mašina gali veikti ir PP, ir PE, kai keičiamas varžtas?

A:Kai kurios mašinos yra sukurtos dirbti su skirtingomis medžiagomis. Galite pakeisti skirtingų plastikų varžtus ir nustatymus. Tačiau PP ir PE reikia skirtingų apdorojimo sąlygų. Taigi, jei naudosite vieną mašiną abiem, plėvelės kokybė nebus tokia gera, kaip mašina, pagaminta tik vienam plastikui. Jei gaminate daug abiejų tipų plėvelių, paprastai geriau turėti po vieną mašiną kiekvienai. Tai suteikia geresnę filmo kokybę ir didesnę bendrą kainą.

Paskutinės mintys

Skirtumai tarp PP pūstos plėvelės mašinos ir mašinų, skirtų PE arba PVC, gerokai viršija temperatūros nustatymus. Jie atspindi esminius polimerų fizikos skirtumus -, kaip kiekviena medžiaga tirpsta, teka, kristalizuojasi ir reaguoja į mechanines bei šilumines sąlygas mašinos viduje.

Netinkamo polimero paleidimas netinkamoje mašinoje yra vienas iš dažniausių plėvelės kokybės problemų ir gamybos neefektyvumo šaltinių lanksčių pakuočių gamyklose. Šių techninių skirtumų supratimas padeda inžinieriams, gamybos vadovams ir įrangos pirkėjams priimti geresnius sprendimus, - ar tai reiškia, kad reikia pasirinkti tinkamą mašiną naujai produktų linijai, pašalinti esamo proceso triktis ar įvertinti, ar planuojamam medžiagų keitimui reikia keisti įrangą.

Principai nesudėtingi, kai supranti, ką kiekviena dizaino ypatybė kompensuoja. Ir kai tik pamatysite logiką, mašinų skirtumai nustoja atrodyti savavališki ir tampa visiškai prasmingi.