LDPE در مقابل HDPE در اکسترودرهای فیلم دمشی: کدام ماده بهتر است؟

رفتار پردازش در اکستروژن‌های فیلم دمشی : جریان ذوب، ثبات حباب و پیامدهای طراحی پیچ

لزگی ذوب شدن، حساسیت به درجه حرارت و واکنش برش در طول اکستروز

هنگام اکستروژن فیلم دمشی در دماهای استاندارد بین ۱۸۰ تا ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد، LDPE به دلیل ویسکوزیته کمتر در حالت مذاب، جریان بهتری نسبت به HDPE دارد. این بدین معناست که ماده با روان‌تری از سیستم عبور می‌کند و تنش کمتری روی موتورها وارد می‌آورد. علاوه بر این، LDPE خاصیت سفید کاهش ویسکوزیته تحت برش (shear-thinning) را نشان می‌دهد که در شرایط تنش برشی بالا در ناحیه دای، پردازش را آسان‌تر می‌کند. در مقابل، HDPE شاخص جریان مذاب بسیار بالاتری در حدود ۲۰ گرم در ۱۰ دقیقه دارد، در حالی که این مقدار برای LDPE کمتر از ۱ گرم در ۱۰ دقیقه است. این امر به طور اساسی به این معناست که HDPE در حالت مذاب سفت‌تر است و بنابراین به درایوهای قوی‌تر و مدیریت دقیق دما نیاز دارد. پس از عبور از دمای ۲۱۰ درجه سانتی‌گراد، رفتار HDPE به سرعت دشوار می‌شود. تخریب حرارتی به یک مشکل جدی تبدیل می‌شود؛ به همین دلیل کنترل دقیق دمای بارل و دای برای جلوگیری از مشکلاتی مانند تشکیل ژل یا اکسیداسیون که کیفیت ماده را کاهش می‌دهد، بسیار مهم است.

کنترل خط یخبندان و پایداری حباب: چرا LDPE دامنه عملیاتی بیشتری ارائه می‌دهد

کندتر بودن سرعت تبلور LDPE به اپراتورها انعطاف‌بخشی بیشتری در تنظیم ارتفاع خط یخ‌زدگی می‌دهد که برای پایدار نگه داشتن حباب‌ها و حفظ ضخامت یکنواخت در طول فرآیند تولید بسیار مهم است. از آنجا که LDPE زمان بیشتری برای انجماد می‌برد، می‌تواند حدود ۱۵٪ تغییر در نرخ خنک‌کاری را بدون ایجاد مشکلاتی مانند رزونانس کششی یا فروپاشی حباب تحمل کند. با این حال HDPE به شکل متفاوتی عمل می‌کند. این ماده بسیار سریع‌تر سفت می‌شود، بنابراین تغییرات کوچک بسیار مهم‌تر هستند. حتی یک تغییر ۸٪ در تنظیمات حلقه هوای خنک‌کننده یا دمای غلتک‌های سرد می‌تواند کل فرآیند را مختل کند. این تفاوت‌ها پیامدهای واقعی در تولید تجاری دارند. هنگامی که خطوط یخ‌زدگی در فرآیند HDPE به صورت غیرقابل پیش‌بینی حرکت می‌کنند، تغییرات ضخامت می‌تواند بیش از ۱۲٪ افزایش یابد. LDPE در کنترل ضخامت بسیار یکنواخت‌تر است که این موضوع تفاوت اساسی را در فیلم‌های کشاورزی نازک ایجاد می‌کند که در آن انتقال یکنواخت نور و خواص مکانیکی مناسب کاملاً ضروری است.

پارادوکس قدرت ذوب HDPE: هنگامی که قدرت بالاتر نیاز به هندسه پیچ اصلاح شده دارد

HDPE در صورت جامد مقاومت کششی بالایی دارد، اما وقتی برای اکستروز فیلم منفجر شده ذوب می شود، انعطاف پذیری پایین آن باعث ایجاد انواع مشکلات در ثبات حباب می شود. این حالت، این اثر ناراحت کننده گردن در گردن وجود دارد، و گاهی اوقات حباب ها قبل از اینکه باید، منفجر می شوند. برای رفع این مشکلات، تولیدکنندگان باید به طراحی پیچ اکسترودر خود توجه کنند. اکثر کارخانه ها با پیچ های مانع که نسبت فشرده سازی در حدود 3: 1 دارند، همراه با بشکهای تغذیه ای خاص که به طور خاص برای پردازش HDPE ساخته شده اند، استفاده می کنند. این تنظیمات واقعا کمک می کنند، افزایش کارایی ذوب و به دست آوردن یکسانی بهتر در مخلوط ذوب در جایی در حدود 40 درصد بهبود. همچنین فشار را ثابت نگه می دارند تا خروجی به طور غیر منتظره ای افزایش پیدا نکند. اگر شرکت ها این تغییرات را نادیده بگیرند، در نهایت با مقادیر زیادی از مواد خرد شده از حباب های شکست خورده مواجه می شوند. نرخ خرد کردن می تواند در برخی موارد به حدود 30 درصد برسد. پس انتخاب پیچ درست فقط یک چیز خوب نیست، برای هر کسی که قصد تولید فیلم های HDPE با کیفیت را دارد بدون هدر دادن مواد اولیه، کاملا ضروری است.

ویژگی‌های مکانیکی و عملکردی فیلم: چگونه چگالی و بلورینگی عملکرد نهایی را تعیین می‌کنند

رابطه بین چگالی، بلورینگی و انعطاف‌پذیری در درجات مختلف LDPE و HDPE

شاخه‌های زنجیری بلند در LDPE مانع تشکیل بلور می‌شوند و مناطق بی‌شمار آمورف ایجاد می‌کنند که به آن اجازه می‌دهند تا به خوبی کش بیاید (حدود 500 تا 700 درصد) و ضربه‌ها را به خوبی جذب کند. HDPE ساختار زنجیری صاف دارد که به مولکول‌ها اجازه می‌دهد به طور نزدیک در کنار هم قرار بگیرند و در نتیجه مقاومت کلی بیشتری دارد، اما در مقایسه با کشیدگی قبل از پارگی عملکرد خوبی ندارد (معمولاً فقط حدود 10 تا 120 درصد ازدیاد طول). به دلیل این ویژگی‌های متفاوت، آن‌ها در فرآیند اکستروژن فیلم دمشی برای اهداف مختلف استفاده می‌شوند. LDPE در تمام جاهایی که نیاز به پوشش کش‌آمده و بسته‌بندی قالب‌گیری-پرکردن-دربستن وجود دارد، یافت می‌شود، زیرا باید بتواند به هر شکلی که دور آن پیچیده می‌شود، تطبیق یابد و در عین حال تحت تنش نیز مقاوم بماند. از سوی دیگر، HDPE در محصولاتی مانند ظرف‌های مواد شوینده لباس‌شویی و لاینرهای صنعتی مقاوم استفاده می‌شود که در آن‌ها ماده باید حتی زمانی که با مواد پر شده است، شکل خود را حفظ کند.

مزایا و معایب مقاومت کششی، مقاومت نفوذ و استحکام در فیلم‌های بسته‌بندی

درجه بلورینگی اساساً تعیین‌کننده نحوه عملکرد این مواد در کاربردهای واقعی است. پلی‌اتیلن با چگالی بالا دارای ساختار بلوری بسیار فشرده است که به آن استحکام کششی تقریباً چهار برابر بیشتری نسبت به پلی‌اتیلن با چگالی پایین می‌دهد (حدود ۳۰ تا ۴۰ مگاپاسکال در مقابل تنها ۸ تا ۲۰ مگاپاسکال). همچنین مقاومت بسیار بهتری در برابر سوراخ‌شدن دارد که در مواردی که اشیاء تیز درون بسته‌بندی قرار دارند بسیار مهم است. از سوی دیگر، LDPE مناطق بی‌شکل بیشتری دارد که در آن زنجیرهای پلیمری می‌توانند در هنگام ضربه از کنار یکدیگر سر بخورند. این واقعیت به معنای مقاومت بهتر LDPE در برابر ضربه‌های ناگهانی نسبت به HDPE است، به‌طوری که مقاومت ضربه‌ای آن تقریباً دو برابر HDPE است. به همین دلیل است که LDPE به‌طور گسترده در کیسه‌های سخت حمل و نقل استفاده می‌شود که در طول انتقال به‌شدت جابه‌جا می‌شوند. در همین حال، HDPE سفتی کافی دارد تا از برجسته شدن بشکه‌های شیمیایی جلوگیری کند و در طول زمان حتی در شرایطی که فشار درون آن افزایش می‌یابد، درز‌های مناسب را حفظ می‌کند. هنگام انتخاب بین این پلاستیک‌ها، تولید‌کنندگان باید در مورد نوع تنشی که محصولشان اغلب با آن مواجه می‌شود فکر کنند – آیا نیروی کششی، ضربه‌های ناگهانی یا تغییر شکل تدریجی در دوره‌های طولانی است.

انتخاب مواد متناسب با کاربرد: هماهنگی LDPE یا HDPE با خروجی‌های واقعی دستگاه اکسترود بلوئن فیلم

چیرگی LDPE در فیلم‌های کشاورزی: شفافیت، انعطاف‌پذیری و یکپارچگی درز برای کاربردهای گلخانه‌ای

پلی‌اتیلن با چگالی پایین (LDPE) به دلیل ترکیب چندین خاصیت مهم که به خوبی با هم کار می‌کنند، همچنان مادهٔ اصلی برای پوشش گلخانه‌ها و فیلم‌های مالچ کشاورزی محسوب می‌شود. با داشتن دامنهٔ شاخص جریان مذاب (MFI) بین ۰٫۲ تا ۲٫۰ گرم در ۱۰ دقیقه طبق استاندارد ASTM D1238، LDPE امکان تولید فیلم‌های نازکی به ضخامت تنها ۰٫۰۲ میلی‌متر را فراهم می‌کند بدون آنکه در حین فرآیند اکستروژن با مشکل شکست مذاب مواجه شویم. این امر منجر به تولید فیلم‌هایی می‌شود که بیش از ۹۰٪ از نور موجود را عبور می‌دهند و در عین حال شفافیت مناسبی دارند که به رشد بهتر گیاهان با حداکثر دسترسی به نور خورشید کمک می‌کند. علاوه بر این، LDPE انعطاف‌پذیری بالایی دارد و می‌تواند در دماهای نسبتاً پایین بین ۱۱۰ تا ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد درزبندی شود. این ویژگی‌ها تضمین می‌کنند که درزها حتی در شرایط جوی متغیر و تحت تنش‌های فیزیکی نیز سالم باقی بمانند و بنابراین LDPE را به ماده‌ای ایده‌آل برای پوشش گلخانه‌های قرار گرفته در معرض بادهای شدید یا برای تولید فیلم‌های مالچ که رطوبت خاک را حفظ می‌کنند، تبدیل می‌کند. تمام این مزایا ناشی از ساختار ذاتی مولکول‌های LDPE است و بارها در محیط‌های تولید تجاری که در آن‌ها تکنیک‌های مناسب فرآوری با ویژگی‌های جریان ماده تطبیق داده می‌شوند، اثبات شده است.

مزایای HDPE در لاینرهای صنعتی و کیسه‌های سنگین: سفتی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و توانایی تحمل بار

پلی‌اتیلن با چگالی بالا واقعاً در محیط‌های صنعتی برجسته می‌شود، جایی که اجسام باید شکل خود را حفظ کرده و در برابر شرایط سخت مقاومت کنند. این ماده دارای تبلور حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد است که به آن استحکام کششی قابل توجهی بالای ۳۰ مگاپاسکال می‌دهد. این بدین معناست که لایه‌ها و کیسه‌های HDPE به راحتی می‌توانند وزنهای حدود ۵۰ کیلوگرم را بدون فرورفتگی یا تغییر شکل در طول زمان تحمل کنند. چیزی که HDPE را بسیار خاص می‌کند، نحوه بسته‌بندی مولکول‌های آن در زنجیرهای بلند و متراکم است. این ساختار باعث می‌شود که نسبت به انواع مواد شیمیایی از جمله حلال‌ها، اسیدها و بازها مقاومت بسیار بالایی داشته باشد. آزمون‌های انجام‌شده مطابق استاندارد ASTM D543 این مقاومت را تأیید کرده‌اند، که همین موضوع دلیل ترجیح تولیدکنندگان برای استفاده از HDPE در پوشش مخازن ذخیره مواد شیمیایی و بسته‌بندی مواد خطرناک است. هنگامی که این ماده با استفاده از تجهیزات اکستروژن فیلم فوتان و پیچ‌های سدکننده مناسب و حلقه‌های هوای کنترل‌شده تولید می‌شود، فیلم‌هایی به ضخامت بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۲ میلی‌متر با ضخامت یکنواخت در سراسر سطح ایجاد می‌کند. این فیلم‌ها حتی در شرایط تنش نیز پایدار باقی می‌مانند و به راحتی از سطوح خشن یا اشیاء تیز پاره نمی‌شوند و بنابراین برای استفاده در موانع ساختمانی و ظرف‌های حمل‌ونقل حجم بالا ایده‌آل هستند.