如何最有效的提高聚烯烃的熔体流动速度,表面光洁度,减少熔体破裂以及能耗和口模积料?
聚合物加工性能的助剂PPA LJ 1.7vg
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由氟聚合物构成的塑料加工助剂PPA，是一种可适用于多种树脂挤出工艺的助剂。PPA可以用于吹塑薄膜、挤出丝、膜、板、管、型材、电线电缆，也适用于BOPP和CPP薄膜生产工艺，适用于聚乙烯（包括LLDPE、HDPE、HMW-HDPE、LDPE、VLDPE）、乙烯一醋酸乙烯酯（EVA）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、尼龙、聚酯（PET）等树脂作原料的挤出加工。PPA通常用量在400－1000PPm（wt），一般用含有PPA 2－3％的母料形式加入。 其当初开发的主要应用点是LLDPE，后来才发现由于有机氟的特殊性能，在很多塑料上面都有一定的应用。其在LLDPE的应用主要效能如下： ?UBn>a@
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1、 提高产量、降低能耗、降低加工温度、加速颜料转换 8o% #F&H
2、 减少表面缺陷，如常见的熔体破裂现象 qbgsp2s
3、 减少或消除模口积料现象 r-n#
4、 允许挤出温度敏感型树脂或需低温挤出的树脂 $bq!oR|%y
5、 减少挤出过程中凝胶现象 K |RF h^w
6、 延长连续加工时间 +z#X<RBL0
7、 提高LLDPE的混合树脂中LLDPE的比例，甚至全部采用LLDPE，以及充分发挥LLDPE优异的物理机械性能 oWbcu'1;
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PPA作用的原理： ;aj giK-
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聚合物的物理性能对挤出加工影响较大。氟聚合物的表面张力比常用聚烯烃的表面张力要低。塑料聚四氟乙烯PTFE的表面张力低，PTFE制品表面象蜡一样的光滑，耐热性好，不容易粘连熔融态的聚烯烃，曾经有报道用PIFE做口模以提高挤出产品质量。 ,YreYmt6o
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今天，工业上广泛采用的是添加含氟聚合物的聚合物加工助剂。当氟聚合物加工助剂在挤出机中混入熔体后，在表面张力的作用下，氟聚合物有向熔体表面移动并附着在挤出机金属表面上的趋势，在塑料熔体流动时，提供一个润滑层，这里必须指出：金属表面的含氟润滑层是动态的：PPA不断被带走同时又不断地补充。最低的添加量要保证在挤出机头的金属表面上形成连续的润滑层。当过程达到动态平衡以后，挤出机的背压、扭矩和熔体的表观粘度将下降。此时如果提高挤出机的转速，使背压达到原始值时，挤出机的产量将提高。（当然，产量还与其他因素有关）。 iXh|$Rt
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简介： 7npvq|-/e
PPA加工助剂在聚烯烃及其它聚合物加工设备的金属表面形成一个薄膜，起着润滑作用，降低主体树脂的表观粘度。表观粘度的降低有利于降低背压及扭矩、减少凝胶、减少口模积料、减少模头磨损、提高产量。 s)sMpvH
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通过试用可以了解PPA加工助剂对聚合物加工的特殊贡献。这里介绍一些原则，帮助您准确评估微量(50~1000ppm，0.005~0.1%) PPA加工助剂的作用。 5QA qRn}t
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设备准备：  #!vi8yr
PPA加工助剂在聚合物加工中的作用，常用挤出设备来评估：可以用实验室的毛细管流变仪、或工业挤出设备。这些设备无需改造。 p7m7n"i
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试用的设备必须先清洗干净。金属表面上的碳化聚合物积料会损害添加剂的性能，使评价结果不可靠。可以先用PPA加工助剂通过设备，洗掉挤出机中的黑点、凝胶及残余颜料，约清洗1小时，或直至系统清洗干净为止。具有清洗作用，是PPA加工助剂的优点。 $LZ)?w%r
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为了获得准确的结果，再从试验设备中除去PPA加工助剂也是重要的。如果不清洗，PPA加工助剂会粘在金属表面，使对照树脂的加工性能变好。 `G3DR?LLi
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可以用含有5~10%的SiO2无机磨擦填料的低MI树脂除去PPA加工助剂。如果试用设备容易拆卸，也可以用少量磨擦料、或粉擦磨。某些表面可以用浸有甲基乙基酮、或丙酮的布擦洗（请注意：这两种溶剂是可燃的，要注意它们的使用安全及工业卫生）。 %<*k*m#8]
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用没有PPA加工助剂的试用设备，挤出对照树脂，控制操作参数达到给定数值。 lcga/|XoJ
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添加PPA 加工助剂： Q"/W**j
可以用母料或直接加入一定量的PPA加工助剂进行熔融混合。应当充分分散PPA加工助剂。通常用单螺杆挤出机充分混合做含有2~3%的PPA加工助剂母料。PPA直接加入树脂需要更精密的熔融混合机，如Banbury密炼机或双螺杆挤出机。 }
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加工中如果使用PPA母料，排除母料载体树脂对加工的影响是重要的。应当用同样数量的载体树脂（不含PPA加工助剂）做对照。 $MLs`=G
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如果PPA加工助剂直接加入树脂熔融混合，重要的是与有同样加热历史的树脂体系做对照。建议对照试验要用同样的混合操作过程。 9R)D^yJl
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基准： K:6 6&;9
为了便于比较PPA加工助剂对加工的贡献，要确定对照树脂体系的加工极限，如：开始发生熔体破裂时。通常，生产能力取决于挤出压力、对产品质量要求。 /krRcfL
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对照树脂运行时加工系统的操作条件，作为评估初始条件。设备在评估中真正清理干净，试验结果比较可靠。 qGYZ3 a\<
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PPA加工助剂比较： Uq<2.VV42
当PPA加工助剂涂复到设备的金属表面之后，其作用就表现出来了。这个比较必须在稍高于对照试验加工极限的条件下进行，看到该产率下产品不完美表面。运行15~60分钟，完成涂复PPA过程，看到表面缺陷减少、电流降低、挤出压力降低。这个滞后时间与设备及加工条件有关。 bFPpCxk
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这时，要通过提高产率至产品表面性能允许的程度，或提高其它速率，检测含有PPA加工助剂树脂与对照树脂之间的操作性能差异。检查PPA加工助剂贡献的效果，要用不同量的PPA加工助剂进行评估，以便确定使用PPA加工助剂贡献的确切数值。 ?cX#/1Ang
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通常高剪切速率缩短滞后时间、而低剪切速率延长滞后时间。用2%的母料预处理设备，在低剪切速率下，可以迅速看出PPA加工助剂的作用。然而，这只是组略的，并会产生螺杆打滑和口模积料。另外，这样挤出得产品可能超出允许接触食品规定的PPA加工助剂量。不推荐用此方法比较PPA加工助剂或将其定为适用量。  gRuGHOP
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确定添加量： q.\xYj>
在决定加工参数以后，接着要确定“适用量”，即：PPA加工助剂对给定树脂的适用添加量，以保证加工设备部件的涂层达到动态平衡，能提供良好的加工性能，达到既定目标。一旦PPA加工助剂的适用量确定，在系统中将不用高含量。 D:%0
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用同样的或类似的工业生产设备加工指定的树脂，为了确定“适用量”，开始要用十分清洁的设备，以得到可靠的结果。在小设备（如毛细管流变仪）上确定的适用量，没有必要完全照搬到大设备上。 Z1jHC-R
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PPA加工助剂用量由低（200~400ppm）开始，然后，每过30~60分钟增加100~200ppm，或者直至加工指标稳定并达到，这将是“适用量”。 Adx3 e[
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用这个程序，在不同对比试验之间，必须将设备清理干净。 P.j5!~DN V
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其它添加剂： Khg/j_Zz!g
评估的树脂必须含有足够的抗氧剂，这样，在评估期间的热分解，将不引起流变学变化。树脂的大多数其它添加剂，如：抗氧剂、滑爽剂、除酸剂等，与PPA加工助剂相容，一般不影响其性能。 z8@E.]vf
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然而，有些添加剂会稍稍干扰PPA加工助剂的作用。当这些添加剂含量高时，会影响PPA加工助剂的预期性能。这些添加剂有：硬酯酸盐、抗粘剂、无机颜料和受阻胺类光稳定剂。