Por que ocorre a fratura por fusão na extrusão de filmes de PE?

A fratura por fusão é um dos defeitos superficiais mais comuns na extrusão de filmes de polietileno (PE), especialmente no processamento de alta velocidade de LLDPE, HDPE e mLLDPE.

Geralmente aparece como:

• Textura de superfície tipo pele de tubarão

• Aparência áspera ou irregular da película

• Instabilidade do fluxo na saída da matriz

• Perda de transparência óptica

Causa raiz

A fratura da massa fundida é causada pela instabilidade do fluxo interfacial quando o polímero fundido passa pela matriz sob alta tensão de cisalhamento.

Quando a tensão de cisalhamento ultrapassa um limite crítico:

• O polímero fundido não consegue manter um fluxo contínuo

• O comportamento de deslizamento intermitente ocorre na parede da matriz.

• A camada superficial fratura-se periodicamente

Isso se agrava ainda mais sob as seguintes condições:

• Extrusão em alta velocidade de linha

• Lacunas estreitas na matriz

• Resinas de alto peso molecular

• Graus de PE à base de metaloceno

Por que os PPAs fluoropolímeros tradicionais são usados?

Durante décadas, os auxiliares de processamento de polímeros (PPAs) à base de fluoropolímeros têm sido usados ​​para resolver problemas de fratura por fusão na extrusão de filmes de PE.

Eles funcionam da seguinte maneira:

• Migração para a superfície do chip

• Formação de um revestimento fluorado de baixa energia superficial

• Redução do atrito na matriz de fusão

• Permitir deslizamento na parede

Isso ajuda a estabilizar o fluxo de fusão e a eliminar defeitos de textura semelhante à pele de tubarão.

No entanto, a crescente pressão regulatória sobre substâncias relacionadas a PFAS está mudando a forma como os processadores abordam essa solução.

Por que os fabricantes estão buscando soluções sem fluoropolímeros?

A mudança em relação aos PPAs fluoropolímeros é impulsionada por:

pressão regulatória

• Propostas de restrição de PFAS ao abrigo do REACH da UE

• Requisitos de notificação de PFAS da TSCA da EPA dos EUA

• Iniciativas globais de monitoramento de PFAS

Requisitos de OEM e da marca

• Exigências de embalagens livres de PFAS

• Auditorias de conformidade com a sustentabilidade

• Metas da economia circular

Questões técnicas e operacionais

• Contaminação residual por fluoropolímeros em fluxos de reciclagem

• Riscos de qualificação para exportação

• Incerteza na cadeia de suprimentos

Como resultado, os processadores estão ativamente buscando:

Como eliminar a fratura por fusão sem fluoropolímeros

É possível eliminar a fratura por fusão sem o uso de fluoropolímeros?

Sim.

A maioria dos produtores de aditivos poliméricos lançou auxiliares de processamento livres de PFAS, oferecendo uma abordagem alternativa que não depende de revestimentos de superfície fluorados.

Em vez de criar uma película permanente de fluoropolímero, esses sistemas funcionam através do controle dinâmico da lubrificação interfacial.

Como os auxiliares de processamento livres de PFAS eliminam a fratura da fusão

Os PPAs livres de PFAS (especialmente os sistemas à base de silicone) reduzem a fratura da fusão por meio de um mecanismo diferente:

1. Estabilização do deslizamento interfacial

Eles modificam a interação entre o polímero fundido e a superfície da matriz, reduzindo a instabilidade de deslizamento intermitente.

2. Redução da flutuação da tensão de cisalhamento

Ao suavizar o comportamento do fluxo em nível molecular, eles minimizam as mudanças repentinas de tensão na saída da matriz.

3. Formação da camada de lubrificação dinâmica

Uma camada molecular autoajustável se forma na interface, estabilizando continuamente as condições de extrusão.

4. Melhoria na uniformidade do fluxo de fusão

O polímero fundido mantém um perfil de velocidade mais consistente em toda a matriz.

PPAs SILIMER sem PFAS para eliminação de fraturas por fusão

SILIKE SILIMER Auxiliares de processamento sem PFASSão projetadas especificamente para sistemas de extrusão de poliolefinas que exigem alta estabilidade em alta velocidade e alta qualidade de superfície na produção de filmes.

Eles são desenvolvidos como alternativas ao fluoropolímero PPA para:

• Extrusão de filme de LLDPE

• Processamento de filme HDPE

• Linhas de filme soprado de alta velocidade em mLLDPE

Como funciona a tecnologia SILIMER, um auxiliar de processamento livre de PFAS, como alternativa aos PPAs fluoropolímeros.

Benefícios de desempenho da série SILIKE SILIMER: Soluções alternativas sem PFAS e sem flúor na extrusão de filmes de PE.

Quando aplicados em sistemas de produção de filmes de PE, os auxiliares de processo não-PFAS da série SILIKE SILIMER podem ajudar:

♦ Eliminar fraturas por fusão e defeitos de pele de tubarão

♦ Melhora a suavidade da superfície e mantém a clareza óptica.

♦ Reduzir a pressão de extrusão

♦ Aumentar a estabilidade da produção

♦ Reduza o acúmulo de material no chip e o tempo de inatividade.

♦ Manter um desempenho estável em altas velocidades de linha

Onde os PPAs livres de PFAS são mais eficazes

Eles são amplamente utilizados em:

extrusão de filme soprado

• Filmes de LLDPE e mLLDPE
• Produção de filmes finos em alta velocidade
• Aplicações de filmes de embalagem

extrusão de filme fundido

• Filmes ópticos e de embalagem
• Estruturas multicamadas

sistemas de filme HDPE

• Filmes industriais
• Embalagem reforçada Form-fill-Seal (FFS)

Processamento de poliolefinas recicladas

• Estabilizar o comportamento inconsistente do fluxo de fusão

Como otimizar a eliminação de fraturas por fusão sem fluoropolímeros

Para obter os melhores resultados, os processadores normalmente seguem esta abordagem:

Etapa 1: Identificar as condições basais

• Registre a pressão atual, a saída e o nível de defeitos.

Etapa 2: Introduzir PPA livre de PFAS

• Adicione na dosagem baixa recomendada
• Garantir a dispersão adequada na etapa de masterbatch ou de mistura.

Etapa 3: Estabilizar o comportamento interfacial

• Permitir que o sistema atinja o equilíbrio de lubrificação em estado estacionário

Etapa 4: Otimizar os parâmetros de processamento

• Ajustar perfil de temperatura
• Ajuste fino da velocidade da linha e da velocidade da rosca

Etapa 5: Validar a qualidade do filme

• Verificar a suavidade da superfície
• Monitorar a estabilidade do brilho e da opacidade
• Avaliar a estabilidade a longo prazo

PPAs livres de PFAS versus PPAs fluoropolímeros no controle da fratura por fusão

Soluções práticas para o processamento estável e de alta velocidade de filmes de polietileno

Comparação de dados reais: PPA sem flúor da série SILIKE SILIMER vs. Auxiliar de processamento sem PFAS

Perguntas frequentes

É possível eliminar completamente a fratura por fusão sem o uso de fluoropolímeros?

Sim. Os PPAs isentos de PFAS da série SILIKE SILIMER podem eliminar completamente a fratura por fusão na maioria dos sistemas de extrusão de filme de PE, quando otimizados corretamente.

Os PPAs sem PFAS afetam a transparência ou o brilho da película?

Não apresenta impacto negativo significativo quando utilizado nas dosagens recomendadas.

As soluções sem flúor são adequadas para extrusão de alta velocidade?

Sim. Os auxiliares de processo poliméricos isentos de PFAS da série SILIKE SILIMER são projetados para condições de alto cisalhamento e alta produtividade.

Os PPAs sem PFAS podem ser usados ​​com PE reciclado?

Sim. Os PPAs isentos de PFAS da série SILIKE SILIMER podem melhorar a estabilidade no processamento de poliolefinas recicladas.

Conclusão

A fratura do material fundido na extrusão de filmes de PE é fundamentalmente um problema de instabilidade do fluxo causado pelo atrito interfacial na superfície da matriz.

Embora os PPAs fluoropolímeros tenham sido historicamente usados ​​para resolver esse problema,Auxiliares de processamento livres de PFASagora oferecem uma alternativa viável e cada vez mais preferida.

Soluções livres de PFAS, como a tecnologia SILIKE SILIMER.habilitar:

♦ Extrusão estável em alta velocidade

♦ Superfícies de película sem defeitos

♦ Redução do acúmulo de material na matriz

♦ Preparação para conformidade regulatória

♦ Sistemas de processamento sem flúor

Saiba mais sobre como eliminar a fratura por fusão na extrusão de filmes de PE sem fluoropolímeros ou solicite uma amostra dos PPAs isentos de PFAS da série SILIMER:amy.wang@silike.cn | www.siliketech.com