L'acumulació de matrius continua sent un repte important en l'extrusió de polímers

L'acumulació de matrius és un dels reptes de processament més comuns en l'extrusió de polímers. Tant si es produeixen compostos de filferro i cable, pel·lícules bufades, canonades, perfils o productes de plàstic d'enginyeria, els processadors de polímers poden experimentar dipòsits de material al voltant de la matriu després d'un funcionament continu.

Tot i que l'acumulació de matrius pot semblar inicialment un problema de manteniment menor, l'acumulació excessiva de material pot afectar gradualment l'estabilitat de l'extrusió, l'aspecte del producte, l'eficiència de la producció i els costos de fabricació. La neteja freqüent interromp la producció, augmenta el malbaratament de material i redueix la utilització general de l'equip.

A mesura que les velocitats d'extrusió continuen augmentant i les formulacions de polímers es tornen més complexes, el control de l'acumulació de matrius s'ha tornat cada cop més important per als processadors que busquen una producció estable i d'alta qualitat.

Aquest article explica:

• Què és l'acumulació de matrius
• Per què es produeix durant l'extrusió de polímers
• Quins materials són més susceptibles
• Com influeixen les condicions de processament en l'acumulació de matrius
• Com les tecnologies d'additius basades en silicona poden ajudar a millorar l'estabilitat de l'extrusió

Què és l'acumulació de daus?

L'acumulació de matrius es refereix a l'acumulació gradual de residus de polímer, additius, farcits, pigments o productes de degradació al voltant de la sortida de la matriu durant l'extrusió contínua.

Segons el sistema de materials i les condicions de processament, els dipòsits poden aparèixer com:

• Contaminació marró o negra
• Residus de polímer enganxosos
• Material carbonitzat
• Dipòsits de farciment blanc
• Contaminació superficial al voltant del llavi del dau

La gravetat de l'acumulació de la matriu varia segons el disseny de la formulació, l'equip d'extrusió, la temperatura de processament, la velocitat de cisallament i la compatibilitat dels additius.

Si no es controlen adequadament, aquests dipòsits poden acabar transferint-se al producte extrudit, afectant tant l'aspecte com la consistència de la producció.

Per què es produeix l'acumulació de daus?

L'acumulació de matrius rarament és causada per un sol factor. En canvi, normalment és el resultat de la interacció de les propietats del material, el disseny de la formulació i les condicions de processament.

1. Alta fricció interfacial polímer-metall

Durant l'extrusió, el polímer fos entra en contacte contínuament amb les superfícies del cargol, el cilindre i la matriu.

En condicions de cisallament elevat, una forta adhesió entre el polímer fos i les superfícies metàl·liques pot augmentar la tendència a l'acumulació de material.

Els materials amb una viscositat de fusió relativament alta o una lubricació insuficient són generalment més susceptibles a aquest fenomen.

2. Alta càrrega de farciment

Els compostos termoplàstics moderns sovint contenen quantitats significatives de farcits funcionals, com ara:

• Hidròxid d'alumini (ATH)
• Hidròxid de magnesi (MDH)
• Carbonat de calci
• Talc
• Fibra de vidre

Tot i que aquests materials de farciment milloren la resistència a la flama o el rendiment mecànic, també poden augmentar la viscositat de la fosa i la resistència al processament, cosa que dificulta l'extrusió estable.

3. Temperatura de processament

Tant les temperatures de processament excessivament altes com les insuficients poden contribuir a l'acumulació de matrius.

Les temperatures més altes poden accelerar la degradació del polímer o la volatilització dels additius, mentre que les temperatures més baixes poden reduir la fluïdesa de la fosa i augmentar la tensió de cisallament.

Per tant, mantenir una finestra de processament adequada és essencial per a una extrusió estable.

4. Tensió de cisallament excessiva

Un alt rendiment d'extrusió sovint s'associa amb una velocitat de cargol més alta i una major tensió de cisallament.

Quan la tensió a la sortida de la matriu supera la capacitat del polímer fos per fluir suaument, es pot produir inestabilitat superficial, augmentant la probabilitat d'acumulació de material al voltant de la matriu.

Quins sistemes de polímers són més susceptibles?

Tot i que l'acumulació de matrius es pot produir en molts materials termoplàstics, s'observa amb més freqüència en aplicacions com ara:

• Extrusió de pel·lícula de polietilè (PE)
• Compostos de polipropilè (PP)
• Compostos de filferro i cable amb alta càrrega d'ATH o MDH
• Plàstics d'enginyeria altament farcits
• Extrusió de canonades
• Extrusió de perfils

Cada sistema de materials presenta unes característiques de processament diferents, per la qual cosa la selecció d'additius s'ha de basar en els requisits específics de formulació i aplicació.

Com puc?Additius a base de siliconaAjuda?

Un enfocament eficaç per reduir l'acumulació de matrius és millorar la lubricació de la fosa i modificar la interacció entre la fosa de polímer i les superfícies de processament del metall.

El masterbatch de silicona d'alt pes molecular s'avalua habitualment per a aquest propòsit, ja que pot influir en el comportament del flux de fusió sense canviar fonamentalment la matriu polimèrica.

Els possibles beneficis poden incloure:

• Fricció reduïda entre polímer i metall
• Millora de l'estabilitat del flux de fusió
• Parell d'extrusió més baix
• Superfícies de matrius més netes durant la producció contínua
• Freqüència reduïda de neteja de matrius

El rendiment real depèn del tipus de polímer, la formulació de l'additiu, les condicions de processament i el nivell de dosificació.

Per què masterbatch de silicona en lloc de lubricants convencionals?

Els lubricants tradicionals poden millorar el processament en determinades condicions, però no sempre proporcionen un equilibri entre l'eficiència del processament i el rendiment superficial a llarg termini.

El masterbatch de silicona com a additiu de plàstic i modificador de polímers combina la modificació del processament amb la millora de la superfície, cosa que el fa adequat per a aplicacions que requereixen tant una extrusió estable com una millor qualitat del producte acabat.

Depenent de la formulació, el masterbatch de silicona també pot contribuir a:

• Millora de la suavitat superficial
• Coeficient de fricció més baix
• Millor resistència a les ratllades i a l'abrasió

Solucions de masterbatch de silicona SILIKE per a l'estabilitat de l'extrusió

SILIKE desenvolupa solucions de masterbatch de silicona dissenyades per ajudar els processadors de polímers a abordar els reptes comuns de l'extrusió en una àmplia gamma d'aplicacions termoplàstiques.

Amb experiència en la integració de silicona-polímer i el desenvolupament d'aplicacions, SILIKE treballa amb els clients per avaluar la compatibilitat de les formulacions, optimitzar les condicions de processament i recomanar solucions de masterbatch de silicona basades en requisits de producció específics.

Les aplicacions típiques del masterbatch de silicona inclouen:

•Compostos de filferro i cable
•Extrusió de pel·lícules de PE i PP
•Extrusió de canonades i perfils
•Plàstics per a automòbils
• Plàstics d'enginyeria
• Materials de TPU i TPE

Es recomana una avaluació específica de l'aplicació per identificar la solució més adequada per a cada sistema polimèric.

Conclusió

L'acumulació de matrius és un fenomen de processament complex influenciat per les característiques del polímer, el disseny de la formulació, els sistemes de farciment i les condicions d'extrusió. Tot i que no hi ha una solució universal, comprendre els mecanismes subjacents permet als fabricants desenvolupar estratègies de processament més estables i eficients.

Per a moltes aplicacions termoplàstiques, el masterbatch de silicona proporciona un mitjà eficaç per millorar el comportament de flux de fusió, reduir la fricció polímer-metall i permetre una extrusió més neta i consistent.

Mitjançant el desenvolupament centrat en les aplicacions i el suport tècnic, SILIKE continua ajudant els processadors de polímers a optimitzar el rendiment de l'extrusió i millorar l'eficiència de la fabricació en una àmplia gamma de materials termoplàstics.

Poseu-vos en contacte amb SILIKE per a una revisió gratuïta de la formulació i per rebre la fitxa tècnica (TDS) de laMasterbatch de silicona de la sèrie SILIKE LYSI(additius polimèrics a base de siloxà). El nostre equip d'experts està preparat per oferir solucions personalitzades, sol·licituds de mostres i suport tècnic complet per ajudar-vos a superar els reptes del processament. Reduir l'acumulació de matrius i el baveig de matrius i augmentar la competitivitat del vostre producte!

Telèfon: +86-28-83625089
Email:amy.wang@silike.cn
Lloc web: www.siliketech.com