Werkzeugablagerungen stellen weiterhin eine große Herausforderung bei der Polymerextrusion dar.

Die Bildung von Materialablagerungen an der Düse ist eine der häufigsten Herausforderungen bei der Polymerextrusion. Ob bei der Herstellung von Draht- und Kabelmischungen, Blasfolien, Rohren, Profilen oder technischen Kunststoffprodukten – nach kontinuierlichem Betrieb kann es bei der Polymerverarbeitung zu Materialablagerungen um die Düse herum kommen.

Obwohl Ablagerungen an den Düsen zunächst wie ein geringfügiges Wartungsproblem erscheinen mögen, kann übermäßige Materialansammlung allmählich die Extrusionsstabilität, das Produktbild, die Produktionseffizienz und die Herstellungskosten beeinträchtigen. Häufige Reinigungen unterbrechen die Produktion, erhöhen den Materialverbrauch und verringern die Anlagenauslastung.

Da die Extrusionsgeschwindigkeiten stetig steigen und die Polymerformulierungen immer komplexer werden, ist die Kontrolle der Düsenablagerungen für Verarbeiter, die eine stabile und qualitativ hochwertige Produktion anstreben, zunehmend wichtig geworden.

Dieser Artikel erklärt:

• Was ist die Werkzeugablagerung?
• Warum tritt dies bei der Polymerextrusion auf?
• Welche Materialien sind am anfälligsten?
• Wie die Verarbeitungsbedingungen den Werkzeugaufbau beeinflussen
• Wie silikonbasierte Additivtechnologien zur Verbesserung der Extrusionsstabilität beitragen können

Was ist Die-Aufbau?

Unter Düsenablagerungen versteht man die allmähliche Ansammlung von Polymerresten, Additiven, Füllstoffen, Pigmenten oder Abbauprodukten um den Düsenaustritt herum während der kontinuierlichen Extrusion.

Je nach Materialsystem und Verarbeitungsbedingungen können Ablagerungen wie folgt aussehen:

• Braune oder schwarze Verunreinigung
• Klebrige Polymerrückstände
• Karbonisiertes Material
• Weiße Füllstoffablagerungen
• Oberflächenverunreinigungen um die Düsenlippe herum

Der Grad der Düsenablagerungen variiert je nach Rezeptur, Extrusionsanlage, Verarbeitungstemperatur, Schergeschwindigkeit und Additivverträglichkeit.

Werden diese Ablagerungen nicht ordnungsgemäß kontrolliert, können sie sich schließlich auf das extrudierte Produkt übertragen und sowohl das Aussehen als auch die Produktionskonsistenz beeinträchtigen.

Warum kommt es zu Die-Ablagerungen?

Die Bildung von Materialablagerungen in der Düse wird selten durch einen einzigen Faktor verursacht. Vielmehr resultiert sie in der Regel aus dem Zusammenspiel von Materialeigenschaften, Rezeptur und Verarbeitungsbedingungen.

1. Hohe Grenzflächenreibung zwischen Polymer und Metall

Beim Extrusionsprozess kommt geschmolzenes Polymer kontinuierlich mit den Oberflächen von Schnecke, Zylinder und Düse in Kontakt.

Unter hohen Scherkräften kann eine starke Haftung zwischen der Polymerschmelze und den Metalloberflächen die Tendenz zur Materialansammlung erhöhen.

Werkstoffe mit relativ hoher Schmelzviskosität oder unzureichender Schmierung sind im Allgemeinen anfälliger für dieses Phänomen.

2. Hohe Füllstoffbeladung

Moderne thermoplastische Compounds enthalten häufig erhebliche Mengen an funktionellen Füllstoffen, wie zum Beispiel:

• Aluminiumhydroxid (ATH)
• Magnesiumhydroxid (MDH)
• Calciumcarbonat
• Talkum
• Glasfaser

Obwohl diese Füllstoffe die Flammschutzwirkung oder die mechanischen Eigenschaften verbessern, können sie auch die Schmelzviskosität und den Verarbeitungswiderstand erhöhen, was eine stabile Extrusion erschwert.

3. Verarbeitungstemperatur

Sowohl zu hohe als auch zu niedrige Verarbeitungstemperaturen können zu Ablagerungen an den Düsen führen.

Höhere Temperaturen können den Polymerabbau oder die Verflüchtigung von Additiven beschleunigen, während niedrigere Temperaturen die Schmelzfließfähigkeit verringern und die Scherspannung erhöhen können.

Die Einhaltung eines geeigneten Verarbeitungsfensters ist daher für eine stabile Extrusion unerlässlich.

4. Übermäßige Scherspannung

Eine hohe Extrusionsleistung geht oft mit einer höheren Schneckendrehzahl und einer größeren Scherspannung einher.

Wenn die Spannung am Düsenaustritt die Fließfähigkeit der Polymerschmelze übersteigt, kann es zu Oberflächeninstabilität kommen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Materialansammlung um die Düse herum steigt.

Welche Polymersysteme sind anfälliger?

Obwohl es bei vielen thermoplastischen Werkstoffen zu Ansammlungen kommen kann, ist dies häufiger bei Anwendungen wie den folgenden zu beobachten:

• Extrusion von Polyethylenfolie (PE)
• Polypropylen (PP)-Verbindungen
• Draht- und Kabelmischungen mit hoher ATH- oder MDH-Belastung
• Hochgefüllte technische Kunststoffe
• Rohrextrusion
• Profilextrusion

Da jedes Materialsystem unterschiedliche Verarbeitungseigenschaften aufweist, sollte die Auswahl der Additive auf der Grundlage der spezifischen Rezeptur und der Anwendungsanforderungen erfolgen.

Wie kannAdditive auf SilikonbasisHelfen?

Ein effektiver Ansatz zur Reduzierung von Werkzeugablagerungen besteht in der Verbesserung der Schmelzschmierung und der Modifizierung der Wechselwirkung zwischen der Polymerschmelze und den Metallbearbeitungsoberflächen.

Für diesen Zweck wird häufig Silikon-Masterbatch mit hohem Molekulargewicht verwendet, da es das Schmelzflussverhalten beeinflussen kann, ohne die Polymermatrix grundlegend zu verändern.

Mögliche Vorteile sind unter anderem:

• Reduzierte Polymer-Metall-Reibung
• Verbesserte Schmelzflussstabilität
• Niedrigeres Extrusionsdrehmoment
• Sauberere Werkzeugoberflächen bei kontinuierlicher Produktion
• Reduzierte Häufigkeit der Werkzeugreinigung

Die tatsächliche Leistung hängt von der Polymerart, der Additivformulierung, den Verarbeitungsbedingungen und der Dosierung ab.

Warum Silikon-Masterbatch statt herkömmlicher Schmierstoffe?

Herkömmliche Schmierstoffe können die Verarbeitung unter bestimmten Bedingungen verbessern, bieten aber möglicherweise nicht immer ein Gleichgewicht zwischen Verarbeitungseffizienz und langfristiger Oberflächenleistung.

Silikon-Masterbatch kombiniert als Kunststoffadditiv und Polymermodifikator die Modifizierung der Verarbeitung mit der Oberflächenverbesserung und eignet sich daher für Anwendungen, die sowohl eine stabile Extrusion als auch eine verbesserte Endproduktqualität erfordern.

Je nach Zusammensetzung kann Silikon-Masterbatch auch Folgendes beitragen:

• Verbesserte Oberflächenglätte
• Niedrigerer Reibungskoeffizient
• Bessere Kratz- und Abriebfestigkeit

SILIKE Silikon-Masterbatch-Lösungen für Extrusionsstabilität

SILIKE entwickelt Silikon-Masterbatch-Lösungen, die Polymerverarbeitern helfen sollen, gängige Extrusionsherausforderungen in einem breiten Spektrum thermoplastischer Anwendungen zu bewältigen.

Mit Erfahrung in der Silikon-Polymer-Integration und Anwendungsentwicklung arbeitet SILIKE mit Kunden zusammen, um die Kompatibilität von Formulierungen zu bewerten, die Verarbeitungsbedingungen zu optimieren und Silikon-Masterbatch-Lösungen auf der Grundlage spezifischer Produktionsanforderungen zu empfehlen.

Typische Anwendungsgebiete von Silikon-Masterbatch sind:

•Draht- und Kabelmischungen
•PE- und PP-Folienextrusion
•Rohr- und Profilextrusion
•Kunststoffe für die Automobilindustrie
• Technische Kunststoffe
• TPU- und TPE-Materialien

Es wird eine anwendungsspezifische Evaluierung empfohlen, um die am besten geeignete Lösung für jedes Polymersystem zu ermitteln.

Abschluss

Die Bildung von Materialablagerungen in der Düse ist ein komplexes Verarbeitungsphänomen, das von Polymereigenschaften, Rezeptur, Füllstoffsystemen und Extrusionsbedingungen beeinflusst wird. Obwohl es keine Universallösung gibt, ermöglicht das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen den Herstellern die Entwicklung stabilerer und effizienterer Verarbeitungsstrategien.

Für viele thermoplastische Anwendungen bietet Silikon-Masterbatch ein effektives Mittel zur Verbesserung des Schmelzflussverhaltens, zur Reduzierung der Polymer-Metall-Reibung und zur Unterstützung einer saubereren und gleichmäßigeren Extrusion.

Durch anwendungsorientierte Entwicklung und technischen Support hilft SILIKE Polymerverarbeitern weiterhin dabei, die Extrusionsleistung zu optimieren und die Fertigungseffizienz für eine breite Palette thermoplastischer Materialien zu verbessern.

Kontaktieren Sie SILIKE für eine kostenlose Rezepturprüfung und um das technische Datenblatt (TDS) zu erhalten.Silikon-Masterbatch der SILIKE LYSI-Serie(Siloxanbasierte Polymeradditive). Unser Expertenteam bietet Ihnen maßgeschneiderte Lösungen, Musteranfragen und umfassenden technischen Support, um Ihre Verarbeitungsherausforderungen zu meistern. Reduzieren Sie Werkzeugablagerungen und Werkzeugtropfen und steigern Sie die Wettbewerbsfähigkeit Ihres Produkts!

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