LDPE проти HDPE у плівкових екструдерах: який матеріал кращий?

Поведінка при переробці в Екструдерів для видування плівки : В'язкість розплаву, стабільність бульбашки та наслідки для конструкції гвинта

В'язкість розплаву, чутливість до температури та реакція на зсув під час екструзії

Що стосується екструзії плівки у тих стандартних температурах між 180 і 230 градусів Цельсія, LDPE просто краще тече порівняно з HDPE, оскільки має нижчу в'язкість розплаву. Це означає, що матеріал рухається через систему більш плавно і створює менший навантаження на двигуни. Крім того, LDPE виявляє дуже корисну властивість зменшення в'язкості при зсуві, що полегшує обробку при високому зусилі зсуву в області формувальної головки. З іншого боку, HDPE має значно вищий індекс розплаву — близько 20 грамів на 10 хвилин, порівняно з менше ніж 1 грам на 10 хвилин для LDPE. Це по суті означає, що HDPE є більш жорстким у розплавленому стані, тому потрібні більш потужні приводи та ретельне керування температурою. Як тільки перевищуємо 210 градусів Цельсія, HDPE швидко стає складним у роботі. Термічна деградація стає серйозною проблемою, саме тому підтримання стабільних температур гільзи та формувальної головки має велике значення для запобігання таким проблемам як утворення гелів або окислення, що погіршує якість матеріалу.

Контроль лінії морозу та стабільність бульбашки: чому LDPE пропонує більшу операційну широту

Набажний спосіб кристалізації LDPE дає операторам більше простору при регуляції висоти линії морозу, що дуже важливо для збереження стабільності бульбачок і підтримки рівномірної товщини протягом усього виробництва. Оскільки LDPE займає більше часу, щоб затверджуватися, він може обробляти приблизно 15% зміну швидкості охолодження, не викликаючи проблем, таких як резонанс притягу або розпад бульбашок. Проте HDPE працює по-іншому. Він тверде набагато швидше, тому маленькі зміни мають набагато більше значення. Навіть 8% зміна температури повітряного кільця або холодної рулоні може зруйнувати весь процес. Ці відмінності мають реальні наслідки для того, що виробляється комерційно. Коли лінії морозу рухаються непередбачувано під час обробки HDPE, варіації товщини можуть перевищувати 12%. LDPE залишається набагато більш послідовним у контролі гальму, що робить всю різницю для тонких сільськогосподарських плів, де постійна провідність світла і правильні механічні властивості абсолютно необхідні.

Парадокс міцності розплавлення HDPE: коли більша міцність вимагає модифікованої геометрії шруби

HDPE має високу міцність на розтяг у твердому стані, але під час плавлення для екструзії плівки методом польоту його низька пружність призводить до численних проблем ізі стабільністю бульбашки. Виникає провисання, ефект звуження країв («neck-in»), а іноді бульбашки взагалі лопаються передчасно. Щоб усунути ці проблеми, виробникам слід приділити особливу увагу конструкції гвинта екструдера. Більшість підприємств використовують бар'єрні гвинти із коефіцієнтом стиснення близько 3:1 разом із спеціальними ребристими зонами завантаження, які спеціально розроблені для переробки HDPE. Такі системи справді допомагають — вони підвищують ефективність плавлення та покращують однорідність розплаву приблизно на 40%. Крім того, вони забезпечують стабільний тиск, щоб продуктивність не зростала несподівано. Якщо компанії ухиляються від цих модифікацій, вони змушені мати справу з величезною кількістю бракованого матеріалу через невдалий процес формування бульбашок. Рівень відходів може сягати майже 30% у деяких випадках. Тож правильний вибір гвинта — це не просто бажана опція, а абсолютно необхідна умова для всіх, хто серйозно підходить до виробництва якісних плівок HDPE без надмірного витрачання сировини.

Властивості механічної та функціональної плівки: Як густина та кристалічність впливають на експлуатаційні характеристики

Співвідношення між густиною, кристалічністю та гнучкістю у сортах LDPE та HDPE

Довгі бічні ланцюги в ПНД перешкоджають утворенню кристалів, створюючи багато аморфних ділянок, що дозволяє матеріалу добре розтягуватися (приблизно на 500–700 відсотків) і ефективно поглинати ударні навантаження. ВПНД має лінійну структуру ланцюгів, яка дозволяє молекулам щільно вирівнюватися один до одного, забезпечуючи в цілому більшу міцність, але гірші показники розтягнення перед руйнуванням (зазвичай лише 10–120 відсотків подовження). Через ці різні властивості матеріали використовуються для різних цілей у процесі видування плівки. ПНД широко застосовується у стрейч-плівці та упаковці типу «формування-наповнення-герметизація», оскільки він повинен повторювати будь-яку форму, навколо якої обгортається, і водночас витримувати механічні навантаження. Натомість ВПНД використовується, наприклад, для контейнерів з пральними порошками та важких промислових лінерах, де матеріал повинен зберігати свою форму, навіть коли заповнений вантажем.

Компроміси між міцністю на розрив, стійкістю до проколу та міцністю в упаковочних плівках

Ступінь кристалічності в основному визначає, як ці матеріали працюватимуть у експлуатації. Поліетилен високої густини має щільну кристалічну структуру, яка забезпечує йому міцність на розтягування, що приблизно в чотири рази перевищує аналогічний показник поліетилену низької густини (близько 30–40 МПа проти 8–20 МПа). Крім того, він набагато краще чинить опір проколам, що має велике значення при упаковці гострих предметів. З іншого боку, LDPE містить більше аморфних ділянок, де полімерні ланцюги можуть ковзати один повз інший під час ударів. Це фактично означає, що LDPE краще витримує удари порівняно з HDPE, маючи ударну в’язкість, яка становить близько подвійної величини від того, що ми бачимо в HDPE. Тому LDPE дуже часто використовується у міцних пакетах для відправлення, які кидають під час транспортування. Тим часом, HDPE залишається достатньо жорстким, щоб запобігти розпучуванню хімічних барабанів, і зберігає гарні ущільнення навіть за наявності поступового нагромадження внутрішнього тиску. При виборі між цими пластиками виробникам потрібно враховувати, який тип навантаження найчастіше діятиме на їх продукт — чи це розтягувальні зусилля, рапзкі удари чи повільна деформація протягом тривалого часу.

Підбір матеріалу відповідно до застосування: узгодження ЛНДПЕ або ВНДПЕ з фактичними показниками екструдерів для видування плівки

Лідерство ЛНДПЕ у сільськогосподарських плівках: прозорість, гнучкість і надійність герметизації для тепличних застосувань

Поліетилен низької густини (LDPE) продовжує залишатися основним матеріалом для покриття теплиць і сільськогосподарських мульчуючих плівок, оскільки поєднує кілька важливих властивостей, які чудово працюють разом. З показником МФІ в діапазоні від 0,2 до 2,0 грамів на 10 хвилин за стандартами ASTM D1238, LDPE дозволяє виробникам виготовляти тонкі плівки завтовшки всього 0,02 мм без появи розриву розплаву під час процесів екструзії. Це забезпечує плівкам проникнення понад 90% доступного світла з одночасним збереженням високої прозорості, що сприяє кращому росту рослин за рахунок максимального доступу до сонячного світла. Крім того, LDPE має високу гнучкість і може запечатуватися при порівняно низьких температурах — від 110 до 125 градусів Цельсія. Ці властивості гарантують, що шви залишаються цілими навіть за різних погодних умов і механічних навантажень, що робить LDPE ідеальним для покриття теплиць, які піддаються сильним вітрам, або для створення мульчуючих плівок, які зберігають вологу в ґрунті. Усі ці переваги випливають із власивої структури молекул LDPE і неодноразово доводилися у промислових умовах виробництва, де правильні методи обробки відповідають реологічним характеристикам матеріалу.

Переваги HDPE у промислових облицюваннях та мішках підвищеної міцності: жорсткість, стійкість до хімічних речовин і несуча здатність

Поліетилен високої щільності дійсно вирізняється в промислових умовах, де важливо, щоб матеріали зберігали свою форму та витримували агресивні середовища. Цей матеріал має кристалічність близько 70–80 відсотків, що забезпечує високу міцність на розтягнення понад 30 МПа. Це означає, що лайнери та мішки з ВПЕ легко витримують вагу близько 50 кілограмів, не провисаючи і не змінюючи форми з часом. Особливість ВПЕ полягає в тому, як його молекули щільно упаковані у довгі ланцюги. Така структура робить його високостійким до різних хімічних речовин, включаючи розчинники, кислоти та луги. Випробування за стандартом ASTM D543 підтвердили цю стійкість, що пояснює, чому виробники надають перевагу ВПЕ для облицювання резервуарів для зберігання хімікатів та упаковування небезпечних матеріалів. Під час виготовлення за допомогою екструзійного обладнання для видування плівки з використанням бар'єрних гвинтів та контрольованих повітряних кілець, ВПЕ утворює плівки товщиною від 0,05 до 0,2 мм із рівномірною товщиною по всій поверхні. Ці плівки залишаються стабільними навіть під навантаженням і не рвуться легко від грубих поверхонь або гострих предметів, що робить їх ідеальними для будівельних бар'єрів та контейнерів для транспортування великих об’ємів.