A acumulación de matrices segue a ser un gran desafío na extrusión de polímeros

A acumulación de material na matriz é un dos desafíos de procesamento máis comúns na extrusión de polímeros. Tanto se se producen compostos de arame e cable, películas sopradas, tubos, perfís ou produtos de plástico de enxeñaría, os procesadores de polímeros poden experimentar depósitos de material arredor da matriz despois dun funcionamento continuo.

Aínda que a acumulación de matrices poida parecer inicialmente un problema de mantemento menor, a acumulación excesiva de material pode afectar gradualmente a estabilidade da extrusión, o aspecto do produto, a eficiencia da produción e os custos de fabricación. A limpeza frecuente interrompe a produción, aumenta o desperdicio de material e reduce a utilización xeral do equipo.

A medida que as velocidades de extrusión continúan a aumentar e as formulacións de polímeros se volven máis complexas, o control da acumulación de matrices tornouse cada vez máis importante para os procesadores que buscan unha produción estable e de alta calidade.

Este artigo explica:

• Que é a acumulación de dados
• Por que ocorre durante a extrusión de polímeros
• Que materiais son máis susceptibles
• Como as condicións de procesamento inflúen na acumulación de matrices
• Como as tecnoloxías de aditivos baseados en silicona poden axudar a mellorar a estabilidade da extrusión

Que é a acumulación de dados?

A acumulación de matrices refírese á acumulación gradual de residuos de polímeros, aditivos, recheos, pigmentos ou produtos de degradación arredor da saída da matriz durante a extrusión continua.

Dependendo do sistema de materiais e das condicións de procesamento, os depósitos poden aparecer como:

• Contaminación marrón ou negra
• Residuos de polímeros pegañentos
• Material carbonizado
• Depósitos de recheo branco
• Contaminación superficial arredor do beizo do molde

A gravidade da acumulación de matrices varía segundo o deseño da formulación, o equipo de extrusión, a temperatura de procesamento, a velocidade de cizallamento e a compatibilidade dos aditivos.

Se non se controlan axeitadamente, estes depósitos poden acabar transferíndose ao produto extruído, afectando tanto á aparencia como á consistencia da produción.

Por que se produce a acumulación de dados?

A acumulación de matrices raramente é causada por un só factor. En cambio, normalmente é o resultado da interacción das propiedades do material, o deseño da formulación e as condicións de procesamento.

1. Alta fricción interfacial polímero-metal

Durante a extrusión, o polímero fundido entra en contacto continuamente coas superficies do parafuso, do cilindro e da matriz.

En condicións de alto cizallamento, unha forte adhesión entre a masa fundida do polímero e as superficies metálicas pode aumentar a tendencia á acumulación de material.

Os materiais con viscosidade de fusión relativamente alta ou lubricación insuficiente son xeralmente máis susceptibles a este fenómeno.

2. Alta carga de recheo

Os compostos termoplásticos modernos adoitan conter cantidades significativas de recheos funcionais, como por exemplo:

• Hidróxido de aluminio (ATH)
• Hidróxido de magnesio (MDH)
• Carbonato de calcio
• Talco
• Fibra de vidro

Aínda que estes recheos melloran a resistencia á chama ou o rendemento mecánico, tamén poden aumentar a viscosidade da fusión e a resistencia ao procesamento, o que fai que a extrusión estable sexa máis difícil.

3. Temperatura de procesamento

Tanto as temperaturas de procesamento excesivamente altas como as insuficientes poden contribuír á acumulación de matrices.

As temperaturas máis altas poden acelerar a degradación do polímero ou a volatilización de aditivos, mentres que as temperaturas máis baixas poden reducir a fluidez da masa fundida e aumentar a tensión de cizallamento.

Polo tanto, manter unha xanela de procesamento axeitada é esencial para unha extrusión estable.

4. Tensión de corte excesiva

Un alto rendemento de extrusión adoita asociarse a unha maior velocidade do parafuso e a unha maior tensión de cizallamento.

Cando a tensión na saída da matriz excede a capacidade da masa fundida de polímero para fluír suavemente, pode producirse inestabilidade superficial, o que aumenta a probabilidade de acumulación de material arredor da matriz.

Que sistemas de polímeros son máis susceptibles?

Aínda que a acumulación de matrices pode producirse en moitos materiais termoplásticos, obsérvase con máis frecuencia en aplicacións como:

• Extrusión de película de polietileno (PE)
• Compostos de polipropileno (PP)
• Compostos de arame e cable con alta carga de ATH ou MDH
• Plásticos de enxeñaría altamente recheos
• Extrusión de tubos
• Extrusión de perfís

Cada sistema de materiais presenta diferentes características de procesamento, polo que a selección de aditivos debe basearse nos requisitos específicos de formulación e aplicación.

Como pode?Aditivos a base de siliconaAxuda?

Un enfoque eficaz para reducir a acumulación de troqueles é mellorar a lubricación da masa fundida e modificar a interacción entre a masa fundida do polímero e as superficies de procesamento do metal.

O masterbatch de silicona de alto peso molecular avalíase habitualmente para este propósito porque pode influír no comportamento de fluxo de fusión sen cambiar fundamentalmente a matriz polimérica.

Os beneficios potenciais poden incluír:

• Fricción reducida entre polímero e metal
• Mellora da estabilidade do fluxo de fusión
• Menor torque de extrusión
• Superficies de matrices máis limpas durante a produción continua
• Frecuencia reducida de limpeza de matrices

O rendemento real depende do tipo de polímero, da formulación do aditivo, das condicións de procesamento e do nivel de dosificación.

Por que usar masterbatch de silicona en lugar de lubricantes convencionais?

Os lubricantes tradicionais poden mellorar o procesamento en determinadas condicións, pero non sempre proporcionan un equilibrio entre a eficiencia do procesamento e o rendemento superficial a longo prazo.

O masterbatch de silicona como aditivo plástico e modificador de polímeros combina a modificación do procesamento coa mellora da superficie, o que o fai axeitado para aplicacións que requiren tanto unha extrusión estable como unha mellora da calidade do produto acabado.

Dependendo da formulación, o masterbatch de silicona tamén pode contribuír a:

• Mellora da suavidade da superficie
• Menor coeficiente de fricción
• Mellor resistencia aos arañazos e á abrasión

Solucións de masterbatch de silicona SILIKE para a estabilidade da extrusión

SILIKE desenvolve solucións de masterbatch de silicona deseñadas para axudar aos procesadores de polímeros a abordar os desafíos comúns da extrusión nunha ampla gama de aplicacións termoplásticas.

Con experiencia na integración de silicona-polímero e no desenvolvemento de aplicacións, SILIKE traballa cos clientes para avaliar a compatibilidade das formulacións, optimizar as condicións de procesamento e recomendar solucións de masterbatch de silicona baseadas en requisitos de produción específicos.

As aplicacións típicas do masterbatch de silicona inclúen:

•Compostos de arame e cable
•Extrusión de película de PE e PP
•Extrusión de tubos e perfís
•Plásticos para automóbiles
• Plásticos de enxeñaría
• Materiais de TPU e TPE

Recoméndase unha avaliación específica da aplicación para identificar a solución máis axeitada para cada sistema polimérico.

Conclusión

A acumulación de matrices é un fenómeno de procesamento complexo influenciado polas características dos polímeros, o deseño da formulación, os sistemas de recheo e as condicións de extrusión. Aínda que non existe unha solución universal, comprender os mecanismos subxacentes permite aos fabricantes desenvolver estratexias de procesamento máis estables e eficientes.

Para moitas aplicacións termoplásticas, o masterbatch de silicona proporciona un medio eficaz para mellorar o comportamento de fluxo por fusión, reducir a fricción polímero-metal e permitir unha extrusión máis limpa e consistente.

Mediante o desenvolvemento centrado nas aplicacións e o soporte técnico, SILIKE continúa axudando aos procesadores de polímeros a optimizar o rendemento da extrusión e mellorar a eficiencia da fabricación nunha ampla gama de materiais termoplásticos.

Contacta con SILIKE para unha revisión gratuíta da formulación e para recibir a Ficha Técnica (TDS) doMasterbatch de silicona da serie SILIKE LYSI(aditivos poliméricos a base de siloxano). O noso equipo de expertos está listo para ofrecer solucións personalizadas, solicitudes de mostras e soporte técnico integral para axudarche a superar os desafíos do procesamento, reducir a acumulación de matrices e o babado das matrices e aumentar a competitividade do teu produto!

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