Warum tritt Schmelzbruch bei der PE-Folienextrusion auf?

Schmelzbruch ist einer der häufigsten Oberflächenfehler bei der Extrusion von Polyethylen (PE)-Folien, insbesondere bei der Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von LLDPE, HDPE und mLLDPE.

Es sieht typischerweise so aus:

• Oberflächenstruktur wie Haifischhaut

• Raues oder unregelmäßiges Filmbild

• Strömungsinstabilität am Düsenaustritt

• Verlust der optischen Klarheit

Grundursache

Schmelzbruch entsteht durch Instabilität der Grenzflächenströmung, wenn die Polymerschmelze unter hoher Scherspannung durch die Düse strömt.

Wenn die Scherspannung einen kritischen Schwellenwert überschreitet:

• Die Polymerschmelze kann keinen gleichmäßigen Fluss aufrechterhalten.

• An der Düsenwand tritt Stick-Slip-Verhalten auf

• Die Oberflächenschicht bricht periodisch.

Dies verschärft sich unter folgenden Bedingungen:

• Hochgeschwindigkeitsextrusion

• Schmale Matrizenspalte

• Harze mit hohem Molekulargewicht

• Metallocenbasierte PE-Typen

Warum werden herkömmliche Fluorpolymer-PPAs verwendet?

Seit Jahrzehnten werden Polymerverarbeitungshilfsmittel (PPAs) auf Fluorpolymerbasis eingesetzt, um Probleme mit Schmelzbruch bei der PE-Folienextrusion zu lösen.

Sie funktionieren folgendermaßen:

• Migration zur Chipoberfläche

• Bildung einer fluorierten Beschichtung mit niedriger Oberflächenenergie

• Reduzierung der Schmelze-Werkzeug-Reibung

• Ermöglichung von Wandrutschen

Dies trägt zur Stabilisierung des Schmelzflusses bei und beseitigt Haifischhautdefekte.

Der zunehmende Regulierungsdruck in Bezug auf PFAS-bezogene Substanzen führt jedoch dazu, dass die Verarbeiter diese Lösung anders angehen.

Warum Hersteller nach fluorfreien Polymerlösungen suchen

Der Wandel weg von Fluorpolymer-PPAs wird durch Folgendes vorangetrieben:

Regulierungsdruck

• EU-REACH-Vorschläge zur Beschränkung von PFAS

• Meldepflichten der US-Umweltschutzbehörde (EPA) gemäß TSCA für PFAS

• Globale PFAS-Überwachungsinitiativen

OEM- und Markenanforderungen

• Anforderungen an PFAS-freie Verpackungen

• Nachhaltigkeits-Compliance-Audits

• Ziele der Kreislaufwirtschaft

Technische und betriebliche Belange

• Restliche Fluorpolymerverunreinigungen in Recyclingströmen

• Risiken der Exportqualifizierung

• Unsicherheit in der Lieferkette

Daher suchen Prozessoren aktiv nach:

Wie man Schmelzbruch ohne Fluorpolymere vermeidet

Lässt sich Schmelzbruch ohne Fluorpolymere vermeiden?

Ja.

Die meisten Hersteller von Polymeradditiven haben PFAS-freie Verarbeitungshilfsmittel auf den Markt gebracht und bieten damit eine Alternative, die nicht auf fluorierten Oberflächenbeschichtungen basiert.

Anstatt einen permanenten Fluorpolymerfilm zu erzeugen, arbeiten diese Systeme durch dynamische Grenzflächenschmierungssteuerung.

Wie PFAS-freie Verarbeitungshilfsmittel Schmelzbruch verhindern

PFAS-freie PPAs (insbesondere Systeme auf Silikonbasis) reduzieren Schmelzbruch durch einen anderen Mechanismus:

1. Stabilisierung des Grenzflächengleitens

Sie verändern die Wechselwirkung zwischen Polymerschmelze und Düsenoberfläche und verringern so die Stick-Slip-Instabilität.

2. Reduzierte Scherspannungsschwankungen

Durch die Glättung des Fließverhaltens auf molekularer Ebene minimieren sie plötzliche Spannungsänderungen am Düsenaustritt.

3. Dynamische Schmierfilmbildung

An der Grenzfläche bildet sich eine selbstregulierende Molekularschicht, die die Extrusionsbedingungen kontinuierlich stabilisiert.

4. Verbesserte Schmelzflussgleichmäßigkeit

Die Polymerschmelze weist über die gesamte Düse ein gleichmäßigeres Geschwindigkeitsprofil auf.

SILIMER PFAS-freie PPAs zur Beseitigung von Schmelzbrüchen

SILIKE SILIMER PFAS-freie Verarbeitungshilfsmittelsind speziell für Polyolefin-Extrusionssysteme konzipiert, die hohe Geschwindigkeitsstabilität und hohe Oberflächenqualität bei der Folienherstellung erfordern.

Sie wurden als Fluorpolymer-PPA-Alternativen für Folgendes entwickelt:

• LLDPE-Folienextrusion

• HDPE-Folienverarbeitung

• Hochgeschwindigkeits-Blasfolienanlagen für mLLDPE

Wie die SILIMER PFAS-freie Verarbeitungshilfsmittel-Alternative zur Fluorpolymer-PPA-Technologie funktioniert

Leistungsvorteile der SILIKE SILIMER-Serie: PFAS- und fluorfreie Alternativlösungen für die PE-Folienextrusion

Bei Anwendung in PE-Folienproduktionsanlagen können die PFAS-freien Prozesshilfsmittel der SILIKE SILIMER-Serie Folgendes bewirken:

♦ Beseitigung von Schmelzbrüchen und Haifischhautdefekten

♦ Verbesserung der Oberflächenglätte und Erhaltung der optischen Klarheit

♦ Reduzieren Sie den Extrusionsdruck

♦ Verbesserung der Durchsatzstabilität

♦ Reduzierung von Werkzeugablagerungen und Ausfallzeiten

♦ Aufrechterhaltung einer stabilen Leistung bei hohen Liniengeschwindigkeiten

Wo PFAS-freie PPAs am wirksamsten sind

Sie finden breite Anwendung in:

Blasfolienextrusion

• LLDPE- und mLLDPE-Folien
• Hochgeschwindigkeits-Dünnschichtproduktion
• Anwendungen von Verpackungsfolien

Gießfolienextrusion

• Optische und Verpackungsfolien
• Mehrschichtstrukturen

HDPE-Foliensysteme

• Industriefilme
• Form-, Füll- und Verschließverpackung (FFS) für hohe Beanspruchung

Verarbeitung von recyceltem Polyolefin

• Stabilisierung des inkonsistenten Schmelzflussverhaltens

Wie lässt sich die Vermeidung von Schmelzbrüchen ohne Fluorpolymere optimieren?

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, gehen Prozessoren typischerweise folgendermaßen vor:

Schritt 1: Ausgangsbedingungen ermitteln

• Aktuellen Druck, Leistung und Fehlerpegel aufzeichnen

Schritt 2: PFAS-freies PPA einführen

• In der empfohlenen niedrigen Dosierung hinzufügen
• Für eine ordnungsgemäße Dispersion im Masterbatch oder in der Compoundierphase sorgen.

Schritt 3: Stabilisierung des Grenzflächenverhaltens

• Dem System ermöglichen, einen stationären Schmierstoffgleichgewichtszustand zu erreichen

Schritt 4: Optimierung der Verarbeitungsparameter

• Temperaturprofil anpassen
• Feinabstimmung der Band- und Schneckengeschwindigkeit

Schritt 5: Filmqualität überprüfen

• Oberflächenglätte prüfen
• Trübungs- und Glanzstabilität überwachen
• Langfristige Stabilität bewerten

PFAS-freie vs. fluorpolymere PPAs zur Kontrolle von Schmelzbruch.

Praktische Lösungen für die stabile und schnelle Verarbeitung von Polyethylenfolien

Vergleich der Ist-Daten: Fluorfreies PPA der SILIKE SILIMER-Serie vs. PFAS-freies Verarbeitungshilfsmittel

Häufig gestellte Fragen

Lässt sich Schmelzbruch ohne Fluorpolymere vollständig vermeiden?

Ja. Die PFAS-freien PPAs der SILIKE SILIMER-Serie können bei richtiger Optimierung Schmelzbrüche in den meisten PE-Folienextrusionsanlagen vollständig eliminieren.

Beeinträchtigen PFAS-freie PPAs die Filmtransparenz oder den Glanz?

Bei Einhaltung der empfohlenen Dosierung sind keine signifikanten negativen Auswirkungen festzustellen.

Sind fluorfreie Lösungen für die Hochgeschwindigkeitsextrusion geeignet?

Ja. Die PFAS-freien Polymerprozesshilfsmittel der SILIKE SILIMER-Serie sind für Bedingungen mit hoher Scherung und hohem Durchsatz ausgelegt.

Können PFAS-freie PPAs mit recyceltem PE verwendet werden?

Ja. Die PFAS-freien PPAs der SILIKE SILIMER-Serie können die Stabilität bei der Verarbeitung von recycelten Polyolefinen verbessern.

Abschluss

Bei der Extrusion von PE-Folien handelt es sich im Wesentlichen um ein Problem der Fließinstabilität, das durch Grenzflächenreibung an der Düsenoberfläche verursacht wird.

Während Fluorpolymer-PPAs in der Vergangenheit zur Lösung dieses Problems eingesetzt wurden.PFAS-freie Verarbeitungshilfsstoffebieten nun eine praktikable und zunehmend bevorzugte Alternative.

PFAS-freie Lösungen wie die SILIKE SILIMER-Technologieaktivieren:

♦ Stabile Hochgeschwindigkeitsextrusion

♦ Fehlerfreie Filmoberflächen

♦ Reduzierter Werkzeugaufbau

♦ Bereitschaft zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

♦ Fluorfreie Verarbeitungssysteme

Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Schmelzbrüche bei der PE-Folienextrusion ohne Fluorpolymere vermeiden können, oder fordern Sie ein Muster der PFAS-freien PPA-Serie SILIMER an:amy.wang@silike.cn | www.siliketech.com