|
Дети шпионов
Summary:
Принцип действия вспенивающей добавки от компании «Мастербатч СВ» вызывает массу вопросов у потребителей суперконцентратов. Это неудивительно, ведь он весьма специфичен. Но понимать этот принцип важно, ведь от этого во многом зависит правильность использования этой добавки.
Специалистам нашей компании по опыту работы известно, что принцип действия вспенивающей добавки вызывает массу вопросов у потребителей суперконцентратов. Действительно, принцип действия вспенивающего агента довольно специфичен, а ведь от его понимания во многом зависит правильность использования этой добавки.
Перечень способов переработки вспенивателя довольно широк. Он может быть использован при таких процессах, как экструзия, каландрирование, литье под давлением, полимерное покрытие и т. д., применимым ко всем полимерам (ПВХ, ПС, ПЭТ, ПП, ПЭ и др.). Данной статьей мы хотим выделить некоторые ключевые моменты функционирования вспенивателя.
Добавки вспенивания способны выделять газ в результате химической реакции и образовывать структуры определенного типа в полимерной матрице. В большинстве случаев газ образуется под воздействием температуры переработки термическим разложением органических или неорганических соединений. Этот процесс необратим и имеет место при специфических условиях, например, лишь в узком промежутке определенных температур. Вне зависимости от типа, все вспенивающие агенты обладают следующими качествами:
1) длительный срок хранения при нормальных условиях;
2) высвобождение газа под контролем над временем и температурой;
3) низкая токсичность, незначительные запах и цвет самих агентов и продуктов их разложения;
4) отсутствие отрицательного влияния на стабильность характеристик переработки полимера;
5) способность формирования пузырьков одинакового размера;
6) высокая степень дисперсности в полимере.
Химическая реакция может представлять собой термическое разложение или взаимодействие двух или более компонентов. В последнем случае важно сопоставлять температуру разложения с температурой переработки полимера, подлежащего вспениванию.
Агенты
Различают вспенивающие агенты экзотермического и эндотермического разложения. Первые, в основном, используются для достижения следующих результатов:
1) максимальное снижение плотности;
2) минимизация усадки за счет напора давления и неполной кристаллизации, повышающей качество заполнения формы;
3) глянец.
Экзотермический тип вспенивателя имеет ряд ограничений в использовании.
1. Стабильность процесса: температура экструзии варьируется в довольно малых пределах, и потому ее сложно соотнести с температурой разложения экзотермического вспенивающего агента. Если температуры недостаточно хорошо отлажены, возникают такие проблемы, как нерегулярные размеры пузырьков, обусловленные превышением температуры.
2. Термическое разложение формирует вещества, которые могут отложиться на поверхности. Этого можно избежать посредством использования добавки-ускорителя экструзии для понижения температуры.
3. Изменение цвета и появление запаха аммония.
Помимо этих ограничений существуют и другие преимущества эндотермического вспенивателя перед экзотермическим:
1) более четкое, упорядоченное высвобождение газа, что ведет к образованию более однородных пузырьков (это особенно важно при выдувном формовании);
2) более короткая продолжительность цикла;
3) эффект матовости. Позволяет использовать более низкую концентрацию пигментов при окрашивании.
Литье и экструзия
Часто проблемы возникают при вспенивании в процессе литья и экструзии. Существуют некоторые рекомендации к использованию вспенивателя при литье под давлением.
1. Вспенивание на конвекционной машине возможно, однако если необходимо высокое качество продукции, рекомендуется использование машин особой модификации. Главное — использование закрытого клапана. Он расположен на выпускном отверстии, регулирует давление и не допускает различий в весе изделий и заморозки выпускного отверстия.
2. Давление в процессе производства должно быть достаточно высоким, чтобы могла развиться максимальная скорость прессовки.
3. Обычно используется скорость вращения шнека 20 – 50 об./мин.
4. Температура задней зоны должна быть достаточно низкой, чтобы не произошло преждевременного разложения вспенивающего агента, и газ не вышел через воронку бункера.
5. Температура формования влияет на качество поверхности конечного изделия и продолжительность цикла. Более высокая температура образует более тонкий и более глянцевый поверхностный слой при более продолжительном цикле. Более низкая температура образует более толстый поверхностный слой при более коротком цикле.
6. Продолжительность цикла зависит от типа полимера, толщины изделия и температуры литья. Эндотермическое вспенивание делает продолжительность цикла более короткой.
7. Для полного заполнения литьевой формы необходима ее адекватная вентиляция. При заполнении формы необходимо учитывать, что выделяемый при разложении вспенивающего агента газ может влиять на процесс.
8. Эндотермическое вспенивание используется в сочетании с азотом. Это делает пластик более легко расплавляемым, а клеточную структуру более однородной и иногда укорачивает продолжительность цикла.
Остановимся также на некоторых рекомендациях по использованию вспенивателя при экструзии.
1. При экструзии полимеры могут быть вспенены до 50 % от собственной плотности. Вспенивание может проходить во время экструзии или во время пост-формационных операций, как, например, выдув или термоформование. Успешная экструзия вспененного пластика зависит от регуляции температур и давления внутри экструдера.
2. Достаточный уровень давления обязан предотвращать вспенивание расплава в экструдере, когда начинается процесс разложения вспенивающего агента. Это может быть достигнуто использованием высоко-компрессионного шнека или снижением температуры в передней части экструдера, чтобы спродуцировать давление в задней части. Температура головки обычно ниже, чем для пластиков, не подвергающихся вспениванию.
3. Какие-либо наполнители или пигменты в расплавленном состоянии снижают результат действия азота еще на клеточном уровне.
4. Должен использоваться шнек без отверстий. Для равномерного перемешивания полимера и суперконцентрата, соотношение в установке шнека «верх-низ» должно быть по меньшей мере 16:1.
5. Необходимо поддерживать постоянное давление в задней части экструдера. Лучший способ достижения необходимого давления — подбор соответствующего вида шнека или увеличение скорости его вращения.
6. Вид головки также важен. Кольцевые головки предпочтительнее, чем прямые.
7. Необходимо избегать «мертвых пространств» и перепадов давления, чтобы течение расплава не было затруднено.
8. Для получения ровной поверхности необходимо поддерживать самую низкую температуру головки.
Таковы основные данные, которые должен учитывать производитель изделий из вспененных пластиков. На все связанные с этим дополнительные вопросы вам с удовольствием ответят специалисты нашей компании.
Анастасия Романова,
Компания «Мастербатч СВ»
2003 #3
| 
