Kādas ir galvenās tehniskās atšķirības starp PP pūšanas plēves mašīnu un citām polimēru (EG, PE, PVC) pūšanas mašīnām?

Izpūstas plēves ekstrūzija ir viens no tiem ražošanas procesiem, kas no ārpuses izskatās vienkārši - izkausēta plastmasa nonāk iekšā, plēve izdalās -, taču, sākot strādāt ar dažādām polimēru grupām, tas atklāj milzīgu sarežģītību. Ikviens, kurš ir vadījis polietilēna līniju un pēc tam mēģinājis pārslēgties uz polipropilēnu, neko nepielāgojot, ātri atklāj, ka mašīnas nav savstarpēji aizvietojamas, pat ja tās izskatās gandrīz identiskas.

Iemesls ir būtisks: dažādiem polimēriem ir atšķirīgas molekulārās struktūras, atšķirīga kausējuma uzvedība, dažādas termiskās prasības un dažādas sacietēšanas īpašības. Plēves pūšanas iekārta ir optimizēta atbilstoši šīm īpašībām. Mainiet polimēru, nemainot iekārtas iestatījumus, un labākajā gadījumā iegūsit sliktu filmas kvalitāti un sliktākajā gadījumā apstrādes katastrofu.

Šajā rakstā ir aplūkotas galvenās tehniskās atšķirības starp aPP pūšanas plēves mašīnaun mašīnas, kas paredzētas PE, PVC un citiem izplatītiem polimēriem -, kas aptver visu, sākot no mucu temperatūras un presformu konstrukcijas līdz dzesēšanas sistēmām un pacelšanās iekārtām.

Apstrādes temperatūras prasības

Temperatūra ir visredzamākā atšķirība starp polimēru apstrādes sistēmām, un tā veido gandrīz visus citus iekārtu dizaina aspektus.

Polipropilēns (PP)ir kušanas temperatūra diapazonā no 160 līdz 165 grādiem homopolimēru kategorijām, un apstrādes temperatūra ekstrūzijas laikā parasti ir no 200 grādiem līdz 260 grādiem atkarībā no konkrētās kategorijas un kausējuma plūsmas prasībām. PP ir nepieciešams konsekvents, labi{5}}kontrolēts siltums mucas zonās, lai panāktu vienmērīgu kausējumu bez degradācijas.

Polietilēns (PE)aptver plašu kategoriju saimi, taču visizplatītākās pūšamās plēves kategorijas - LDPE, LLDPE, HDPE - apstrādā zemākā temperatūrā nekā PP. LDPE parasti apstrādā 160–200 grādos, LLDPE 180–210 grādos un HDPE nedaudz augstāk par 190–240 grādiem. Parasti zemākā PE apstrādes temperatūra nozīmē nedaudz mazāku siltuma pieprasījumu stobra, skrūvju un presformas apkures sistēmām.

PVCir sarežģītāks gadījums. Cietais PVC apstrādā 170–200 grādu temperatūrā, taču kritiskā problēma nav tikai temperatūra -, bet arī termiskā jutība. PVC ātri sadalās virs tā apstrādes loga, izdalot sālsskābes gāzi. Tas nosaka principiāli atšķirīgu mašīnas dizainu ar īsāku uzturēšanās laiku, mazākām bīdes skrūvēm un specializētu korozijizturīgu -metalurģiju visā iekārtā.

Praktiskās sekas mašīnas projektēšanai:PP mašīnām ir nepieciešami izturīgi, precīzi kontrolēti daudzzonu mucu sildītāji, kas spēj sasniegt un noturēt 200–260 grādus ar minimālām svārstībām. Temperatūras vienmērīgums ir īpaši svarīgs PP, jo kausēšanas temperatūras svārstības visā presformas apkārtmērā rada biezuma nevienmērīgumu un optiskus defektus, kas PP plēvē ir redzamāki nekā daudzās PE plēvēs.

Skrūvju dizains un ģeometrija

Ekstrūzijas skrūve ir iekārtas sirds, un tās ģeometrija ir pielāgota mērķa polimēra reoloģiskajai uzvedībai.

PP skrūvesir paredzēti, lai apstrādātu polimēru ar salīdzinoši augstu kušanas viskozitāti apstrādes temperatūrā un asu kušanas pāreju.

PP kūst mazākā temperatūras diapazonā nekā LDPE. Tam ir arī spēcīgāka tendence iegūt kausējuma lūzumus. Kausējuma lūzums ir virsmas problēma, ko izraisa pārāk liels bīdes spriegums presformā. PP skrūvēm parasti ir šādas īpašības:

Augstākas saspiešanas pakāpes (no 3:1 līdz 4:1), lai adekvāti izkausētu kristāliskāku PP struktūru

Garāka mērīšanas zona, lai homogenizētu kausējuma temperatūru

Sajaukšanas elementi (barjeru lidojumi vai Maddock maisītāji), lai panāktu kausējuma viendabīgumu

PE skrūvesparasti ir paredzēti polimēriem ar zemāku kušanas viskozitāti un plašāku, pakāpeniskāku kušanas profilu. Standarta LDPE skrūvēm tiek izmantotas zemākas kompresijas pakāpes (2,5:1 līdz 3,5:1), lai gan LLDPE un HDPE -, kuru viskozitāte ir augstāka nekā LDPE -, nepieciešama agresīvāka skrūvju konstrukcija ar uzlabotu sajaukšanas ģeometriju.

PVC skrūvesbūtiski atšķiras no abiem. Tā kā PVC noārdās zem lielas bīdes, PVC skrūves ir izstrādātas ar zemāku saspiešanas pakāpi, mazāku lidojuma dziļumu un minimālu sajaukšanas intensitāti. Skrūvju un mucu materiāliem ir jābūt izturīgiem pret koroziju (parasti bimetāla vai ar īpašu pārklājumu), lai izturētu sālsskābi, kas izdalās jebkādas īslaicīgas degradācijas laikā.

Die Head dizains un konfigurācija

Preses galva veido izkausēto polimēru gredzenveida plēves burbulī. Attiecībā uz PP presformas konstrukcijas prasības atšķiras no PE vairākos svarīgos aspektos.

PP vītņu galviņasjāiekļauj polimērs ar augstāku kausējuma viskozitāti un lielāku jutību pret plūsmas nelīdzsvarotību. Galvenās dizaina iezīmes ietver:

Spirālveida serdeņa formas ģeometrijalai nodrošinātu vienmērīgu plūsmas sadalījumu pa visu apkārtmēru -, kas ir būtiski PP, jo viskozitātes izmaiņas tieši izpaužas biezuma svārstībās

Stingrākas lūpu pielaideslai pārvaldītu PP tendenci uz kušanas lūzumu ar lielāku caurlaides ātrumu

Augstākas presēšanas temperatūrasuzturēts ar precīzi{0}}vadāmām sildītāja joslām

PE die galviņasdarbojas ar zemāku spiedienu nekā PP galviņas, lai nodrošinātu salīdzināmu caurlaidspēju, jo PE kausējumiem ir zemāka viskozitāte. Jo īpaši LDPE presformas dizains var būt vienkāršāks, jo LDPE ir lieliska kausēšanas izturība un tas labāk piedod nelielu plūsmas nelīdzsvarotību nekā PP.

PVC presgalvasir nepieciešami pret koroziju{0}}izturīgi materiāli (bieži ar hroma vai niķeļa pārklājumu uz plūsmas virsmām), lai izturētu pret skābes iedarbību. Tiem ir arī racionalizēta iekšējā ģeometrija bez mirušiem punktiem, kur materiāls var stagnēt un noārdīties.

Prasības dzesēšanas sistēmai

Šeit atšķirības starp PP un PE mašīnām kļūst visdramatiskākās -, un daudzas apstrādes problēmas rodas, kad operatori mēģina palaist PP mašīnā, kas konfigurēta PE.

Tas rada lielu problēmu. PP plēvei ātri un vienmērīgi jāatdziest, lai tā izskatītos pietiekami skaidra. Bet PP ir augstāka apstrādes temperatūra. Un temperatūras starpība starp karsti kausētu plastmasu un vēso gaisu ir ļoti liela. Šīs vajadzības ir grūti apmierināt parastajām PE dzesēšanas sistēmām.

Tas rada ievērojamu izaicinājumu: PP plēve ir ātri un vienmērīgi jāatdzesē, lai panāktu pieņemamu skaidrību, bet polimēra augstāka apstrādes temperatūra un lielāka temperatūras atšķirība starp kausējumu un apkārtējo gaisu rada prasības, kuras standarta PE dzesēšanas sistēmām ir grūti izpildīt.

PP pūšanas plēves mašīnasrisināt šo ar:

Liela tilpuma{0}}dzesēšanas gaisa gredzeni- nodrošina lielāku gaisa daudzumu ar lielāku ātrumu nekā standarta PE gaisa gredzeni, lai panāktu lielākas temperatūras starpības ātrāku dzesēšanu

Divu-lūpu vai vairāku-zonu gaisa gredzeni- ļauj precīzi kontrolēt dzesēšanas gaisa padevi, lai stabilizētu burbuļu un panāktu vienmērīgu plēves biezumu un optiskās īpašības

Garāki dzesēšanas torņi(lielāks sala līnijas augstums) -, jo PP ir nepieciešams lielāks attālums virs matricas, lai pabeigtu sacietēšanu, salīdzinot ar LDPE

PE pūšanas plēves mašīnas, īpaši LDPE, darbojas ar mazāk stingrām dzesēšanas prasībām. LDPE ātri kristalizējas un iztur plašāku dzesēšanas apstākļu klāstu, vienlaikus radot pieņemamu plēves kvalitāti. Standarta viena -lūpu gaisa gredzeni un neliels dzesēšanas gaisa daudzums parasti ir pietiekami.

HDPEir interesants salīdzināšanas punkts. Tāpat kā PP, arī HDPE ir salīdzinoši strauja kušanas pāreja, un tai nepieciešama efektīva dzesēšana, taču HDPE plēve parasti ir necaurspīdīga neatkarīgi no dzesēšanas ātruma (tā ļoti kristāliskā rakstura dēļ), tāpēc optiskā jutība, kas sarežģī PP apstrādi, nav galvenais faktors.

PVCprasa vēl vienu pieeju. PVC kausējums ir jāatdzesē salīdzinoši ātri, taču galvenais dzesēšanas uzdevums ir pārvaldīt siltuma uzkrāšanos presē un adapterī, lai novērstu degradāciju -, nevis optimizētu plēves optiskās īpašības.

Kušanas stiprums un burbuļu stabilitāte

Izkausētā plastmasas burbuļa stabilitāte virs presformas ir viens no galvenajiem procesa parametriem pūšamās plēves ražošanā, un tas būtiski atšķiras starp polimēriem.

PP kausējuma izturībair ievērojami zemāka par LDPE kušanas izturību līdzvērtīgā apstrādes temperatūrā. Tas nozīmē, ka PP plēves burbulis ir vairāk pakļauts nestabilitātei -, ja nepietiek dzesēšanas vai ekstrūzijas ātruma svārstības, tas nokrīt, plīvo vai sabrūk vieglāk.

Lai to kompensētu, PP pūšanas plēves mašīnās parasti ir:

Burbuļu būru vadotnes(iekšējie un/vai ārējie), kas fiziski stabilizē izplešanās burbuli

Uzsprāgšanas koeficienta (BUR) rūpīga kontrole-- PP parasti tiek apstrādāts ar zemākiem BUR nekā LDPE, lai saglabātu burbuļa stabilitāti

Iekšējās burbuļdzesēšanas (IBC) sistēmasaugstākas-specifikācijas PP iekārtās - iekšējā gaisa aizstāšana ar kontrolētu-temperatūras gaisa cirkulāciju, lai vienlaikus uzlabotu dzesēšanas ātrumu un burbuļu stabilitāti

LDPETurpretim tam ir lieliska kušanas izturība. Klasiskais pūšamās plēves burbulis uz LDPE līnijas ir izcili stabils un piedodams -, tas iztur plašākas procesa svārstības, nesabrūkot, tāpēc LDPE vēsturiski bija dominējošais pūšanas plēves polimērs.

LLDPEir zemāka kušanas izturība nekā LDPE, neskatoties uz to, ka tās ir ķīmiski līdzīgas, un LLDPE plēves iekārtām ir kopīgas dažas PP līniju burbuļu stabilitātes pārvaldības prasības, lai gan mazāk stingras.

Vilkšanas{0}}izslēgšanas un uztīšanas sistēmas

Pēc tam, kad plēve ir atdzisusi un saplacināta pie sabrukšanas rāmja, tā iziet cauri saspiešanas ruļļiem un tiek uztīta ruļļos. PP īpašības ietekmē prasības arī šeit.

PP plēveparasti ir zemāks berzes koeficients (COF) nekā PE plēvei standarta apstākļos, kas nozīmē, ka tā vieglāk slīd -, kas ir vēlama īpašība daudzos lietojumos, bet tādā gadījumā, kad nepieciešama saspiešanas ruļļa un tinumu sistēmas konstrukcija, kas ņem vērā iespējamu plēves slīdēšanu.

PP plēveir arī lielāka tendence uz statisko lādiņu uzkrāšanos nekā daudzām PE kategorijām, jo ​​īpaši zema{0}}mitruma vidē. Statikas dēļ plēves slāņi pielīp viens otram un aprīkojuma virsmām, radot apstrādes problēmas. PP plēvju līnijās bieži ir iekļauts statiskās likvidēšanas aprīkojums (jonizējošie stieņi) izvilkšanas{3}}un uztīšanas stadijās.

PVC plēvetinumam ir nepieciešama rūpīga uzmanība, lai izvairītos no bloķēšanas (blakus esošo plēvju slāņu salipšana), kas tiek pārvaldīta, izmantojot atbilstošus piedevu iepakojumus plēves sastāvā un kontrolētu tinuma spriegojumu.

Apsvērumi par piedevām un formulēšanu

Polimēru sastāvā iekļautās piedevas mijiedarbojas ar mašīnu konstrukcijas prasībām dažādos veidos, kas atšķiras atkarībā no polimēra.

PP pūšanas plēves preparātiparasti ietver:

Kodolvielas-, lai paātrinātu kristalizāciju un uzlabotu optisko skaidrību, daļēji kompensējot PP dabiski lēno kristalizāciju

Attīrošie līdzekļi- lietojumprogrammām, kurām nepieciešama īpaša pārredzamība

Pretbloķēšanas un slīdēšanas līdzekļi-, lai pārvaldītu filmu-uz-filmu un filmēšanas-līdz-iekārtu berzi

Antioksidanti- PP ir vairāk jutīgs pret termisko oksidatīvo noārdīšanos nekā PE, tāpēc antioksidantu iepakojumi ir svarīgi, lai saglabātu kausējuma kvalitāti, izmantojot ekstrūderu.

PE preparātiparasti nepieciešama mazāk agresīva aizsardzība pret antioksidantiem nekā PP, bet atkarībā no pielietojuma prasībām var ietvert slīdēšanas un pretbloķēšanas piedevas.

PVC preparātinepieciešami siltuma stabilizatori -, kas ir unikāla prasība starp parastajiem pūšanas plēves polimēriem -, lai novērstu degradāciju apstrādes laikā. Īpašā stabilizatora ķīmiskā sastāva (kalcijs-cinks, organiskā alva vai svins-vecākajos preparātos) ietekmē gan plēves apstrādi, gan vides profilu.

Salīdzinošā kopsavilkuma tabula

Bieži uzdotie jautājumi

J: Vai PE pūšanas plēves mašīnu var pārveidot, lai tā darbinātu PP?

A: Principā ir iespējamas dažas modifikācijas - uzlaboti sildītāji, lielāks-tilpums dzesēšanas gaisa gredzens, regulēta skrūve. Praksē nepieciešamo modifikāciju dziļums bieži vien padara ekonomiski izdevīgāk investēt mērķtiecīgi konfigurētās PP iekārtās, it īpaši, ja PP būs parasts ražošanas materiāls, nevis gadījuma raksturs.

J: Kāpēc PP plēvi ir grūtāk iegūt pūstā plēvē, salīdzinot ar liešanas plēvi?

A:PP ir zema kušanas izturība, un tas kristalizējas lēni. Šī iemesla dēļ izpūstai plēvei ir grūti noturēt burbuļu stabilu un ātri un vienmērīgi atdzesēt. Lietās plēves ekstrūzija darbojas atšķirīgi. Izkusušo plastmasu nomet uz auksta veltņa. Tas nodrošina daudz ātrāku un kontrolētāku dzesēšanu. Tāpēc lietā PP plēve parasti izskatās skaidrāka nekā izpūstā PP plēve. Izpūstai PP plēvei ir nepieciešamas uzlabotas dzesēšanas sistēmas, lai tuvinātu lietās plēves optisko kvalitāti.

J. Kāds uzpūšanas koeficients{0}}ir tipisks PP izpūstai plēvei?

A: PP parasti apstrādā ar izplūdes koeficientu (BUR) no 2:1 līdz 3:1, kas ir zemāks par LDPE izmantoto attiecību no 3:1 līdz 4:1. Apakšējais BUR palīdz saglabāt burbuļu stabilitāti, ņemot vērā PP ierobežoto kušanas spēku.

J: Vai PP pūstā plēve ir pārstrādājama?A: Jā. PP pūta plēve ir pārstrādājama polipropilēna plēves pārstrādes plūsmās. Tas nav saderīgs ar polietilēna pārstrādes plūsmām, tāpēc materiālu atdalīšana ir svarīga. Tā kā mono-materiālu iepakojuma noteikumi paplašinās dažādos tirgos, viena-polimēra PP plēves pārstrādājamība ir arvien biežāk minēta priekšrocība.

J: Kādi ir galvenie pielietojumi, kuros priekšroka tiek dota PP pūšamajai plēvei, nevis PE plēvei?
A: PP pūta plēve ir piemērota augstai stingrībai, temperatūras izturībai un labai mitruma barjerai. Parasti tiek izmantotas virziena iepakošanas plēves (pēc izstiepšanas), tekstilizstrādājumu un apģērbu maisiņi, pārtikas iepakojums, kam nepieciešama saderība ar mikroviļņu krāsni, un rūpnieciskais iepakojums ar ievērojamu stingrību. Polietilēna plēves joprojām ir pirmā izvēle elastīgajam iepakojumam, lauksaimniecības plēvēm un elastīgajam iepakojumam, kam prioritāte ir zemas temperatūras īpašības un izturība.

J: Vai viena un tā pati iekārta var darbināt gan PP, gan PE ar skrūvju maiņu?

A:Dažas mašīnas ir izgatavotas darbam ar dažādiem materiāliem. Jūs varat mainīt skrūvi un iestatījumus dažādām plastmasām. Bet PP un PE ir nepieciešami atšķirīgi apstrādes apstākļi. Tātad, ja izmantojat vienu iekārtu abām, plēves kvalitāte nebūs tik laba kā iekārtai, kas izgatavota tikai vienai plastmasai. Ja izgatavojat daudz abu veidu plēves, parasti ir labāk, ja katram ir viena mašīna. Tas nodrošina labāku filmas kvalitāti un labākas kopējās izmaksas.

Pēdējās domas

Atšķirības starp PP pūšanas plēves iekārtu un mašīnām, kas paredzētas PE vai PVC, ievērojami pārsniedz temperatūras iestatījumus. Tie atspoguļo būtiskas atšķirības polimēru fizikā - kā katrs materiāls kūst, plūst, kristalizējas un reaģē uz mehāniskajiem un termiskajiem apstākļiem iekārtas iekšienē.

Nepareiza polimēra darbināšana ar nepareizu iekārtu ir viens no biežākajiem plēves kvalitātes problēmu un ražošanas neefektivitātes avotiem elastīgās iepakošanas rūpnīcās. Izpratne par šīm tehniskajām atšķirībām palīdz inženieriem, ražošanas vadītājiem un aprīkojuma pircējiem pieņemt labākus lēmumus - neatkarīgi no tā, vai tas nozīmē izvēlēties pareizo iekārtu jaunai produktu līnijai, novērst esošā procesa problēmas vai novērtēt, vai plānotajai materiālu maiņai ir nepieciešamas iekārtas modifikācijas.

Principi nav sarežģīti, ja saprotat, ko katra dizaina iezīme kompensē. Un, tiklīdz redzat loģiku, mašīnu atšķirības pārstāj šķist patvaļīgas un kļūst pilnīgi jēgpilnas.