聚烯烃加工助剂介绍

聚烯烃加工助剂介绍

I.简介

实验室实验和行业实际经验均显示：加入SOLEF®PVDF氟聚合物加工助剂能大大提高聚烯烃树脂的挤出特性。使用这种助剂时只需极低的浓度即可。

LLDPE（线性低密度聚乙烯）中只需添加400ppm的SOLEF®PVDF即可大大的改善挤出吹膜质量和产率；熔体破裂完全消除而得到具有优秀的视觉和光学性能的薄膜。SOLEF®PVDF的加入还可大大的提高挤出产量。还有一些其他的优势也得到表现，这些将在本手册中一一提到。

事实上，SOLEF®PVDF加工助剂不仅对LLDPE吹膜工艺有很大的帮助，它对其他聚烯烃的加工工艺也有着同样的作用。最主要表现为表面缺陷的大大减少和生产率的大大提高。这些因素都大大的提高了产品质量而降低了生产成本。SOLEF®PVDF在下列过程中显示出极大的优越性：

z HDPE的薄膜的挤吹

z PE和PP管挤出

z薄板挤塑

z型材挤塑

z HDPE和HMWHDPE的吹塑

本手册不是仅有一些乏味的所有加工技术的结果讨论，还包括一些典型的例子供参考。

II.机理

通过加入少量的SOLEF®PVDF,而使得聚烯烃树脂产品的生产加工得到很大改善,其机理都是相似的。

氟聚合物添加剂开始熔融在聚烯烃的主链中，并在加工过程中迁移至挤出/熔融界面。当它到达挤出/熔融界面时涂层于设备的金属内表面，为聚合物的经过起到润滑作用。因此，熔融的聚合物遇到的剪切力显著减少，从而较无SOLEF®PVDF加工助剂的体系更易于挤出。

的确，SOLEF®PVDF和聚烯烃不相容且在一般的聚烯烃加工温度下处于熔融流动状态极易流动。氟聚合物被金属表面吸引而黏附于加工设备的金属表面上。这层涂层的油性的熔融性质和低摩擦系数使其成为很有效的润滑剂，从而使得熔融的聚烯烃与设备内表面之间的流动阻力变得非常低，可以轻而易举的滑到挤出口，同时消除了产品的表面缺陷。

III.添加PVDF加工助剂的优越性

A.吹膜挤出

现有的很多薄膜挤塑生产线都是仅能挤塑LDPE（低密度聚乙烯）。如用这些设备挤

塑LLDPE （线性低密度聚乙烯）或HDPE （高密度聚乙烯）树脂，一些关键的参数（如挤出间距）不能修改。如要用这些设备挤塑并欲达到一定的生产率，一些严重的问题如熔体破裂的结果则会产生。

1． 消除熔体破裂

使用SOLEF®PVDF 作为聚烯烃的挤塑

加工助剂的最主要的优势将在这里体

现。当LLDPE 单独在LDPE 设备中挤塑

时，即使在相当低的剪切速率下，由

于熔体破裂而导致的表面缺陷经常出

现。因此，为了解决这个难题，工程

师们将LLDPE 和LDPE 或另一种更易加

工的树脂混在一块进行挤塑。

但是如果加入400ppm 的SOLEF®PVDF

挤塑加工助剂后，这一难题就可以完

全得到解决。造成熔体破裂的最大因

素－剪切速率也可大大提高。

因此，在不改变LLDPE 的情况下实现

高产量的LLDPE 挤塑完全可以实现，不但设备的生产效率非常高而且表面不会有缺陷产生。

在HDPE 中加入400ppm 的SOLEF®PVDF

而得到的薄膜表面的改善的例子示于

右图1和2。

图1 未使用SOLEF®PVDF 加工助剂的表面状况

图2 使用了SOLEF®PVDF 加工助剂的表面状况

2．挤出压力和熔融温度的下降

在一定的熔融温度和产量下，由上述润滑机理所获得的润滑效应使得挤出压力下降。由此导致熔融温度升高的机械剪切大大的减少，这最终导致了在产量相同的前体下熔融温度较低。由于聚烯烃可在较低的温度下熔融，其泡的稳定性得到改善而排烟量下降。

3．生产力的提高和成本的节约

当SOLEF®PVDF加入聚烯烃中作为加工助剂时，熔融的树脂非常容易通过挤出口。一定的产量下，所需的转矩也有一定的下降。因此节约了能耗，生产成本也降低了。

原来生产率往往受到表面缺陷的出现或最大允许转矩的限制，利用SOLEF®PVDF加工助剂可以显著改善这种情况。如上所述，使用SOLEF®PVDF可在更加高的生产率下挤出无缺陷的薄膜。

4．挤出间距

当需要从挤吹LDPE薄膜换成挤吹LLDPE或HDPE薄膜时，如果用了PVDF就无需改变挤出口缘来增大挤出间距。这也使得连续生产成为可能，由于SOLEF®PVDF的润滑效果从而可以使用同样小的挤出间距，因此只需更换树脂而用不着改变挤出口缘。 同时也无需混入不同的树脂来解决这个难题。

5．对PE的其他性能无任何影响

在此所述的SOLEF®PVDF的加入量（200～400ppm）对聚烯烃可测的性能无任何的影响：机械，热塑封，可打印性等等。

事实上，以前需要加入LDPE才能生产的LLDPE现在可以单独生产了，而且所有LLDPE 的性能都可以得到实现。

B.PE和PP一般挤出

实际上，几乎所有类型的聚烯烃挤塑过程都可以使用SOLEF®PVDF作为加工助剂，如管道挤出，薄片挤出，流涎成膜挤出，型材挤出等等。

这些加工过程中都会有同样的现象出现：SOLEF PVDF向模具表面移和沉积起到润滑作用。这是使得最难加工的聚合物得以容易挤出的要点。

在所有的这些过程中使用SOLEF®PVDF加工助剂的优势都是相同的： z消除或减少表面缺陷

z在一定的生产量及温度下降低压力

在一定的生产量及转矩下降低熔融温度提高的生产力

z在一定的生产量及温度下降低转矩

z在一定的温度及转矩下提高生产量

z对性能无影响

C.HMWHDPE（高分子量高密度聚乙烯）

加工企业有时希望加工一些粘度相当高的树脂，希望达到更好的机械性能，例如冲击强度。这通常可见于挤塑吹膜卷筒。然而当熔融粘度非常高时，利用传统的设备无法实现挤塑。在这种情况下，SOLEF®PVDF加工助剂可以成为解决办法。它可以在专用于加工HDPE的挤吹设备上进行粘度更高的树脂的加工生产。

前面提到的用于其他挤塑工艺的优势同样也在这里适用。然而，由于SOLEF®PVDF 的使用保证了相当高粘度的树脂可以在传统设备中挤塑，或者极高粘度的树脂可以在已经为挤塑高粘度树脂改进的设备中挤塑，因此在这里粘度的下降，剪切速率的下降和挤出口熔融温度的下降所带来的好处变得更为显而易见。

IV.数据

苏威实验室中关于在聚烯烃中加入SOLEF®PVDF加工助剂的研究结果和工业生产挤出聚烯烃产品的结果相当吻合。

这些研究专为挑选最适合的SOLEF®PVDF聚烯烃加工助剂牌号而设计。部分实验室结果的讨论将在下面展开。

在此使用了两种流变仪，一个是装有一个毛细管挤出口的VIMEG－SCI活塞型，L/Φ为15/1；一个是GOETTFERT 20mm螺杆，装有20D的长螺杆和一个毛细管挤出口，L/Φ为20/1（L和Φ的单位为mm）。

所有的实验均在完全洁净设备里进行，开始前对聚合物的无润滑指数进行测试。所有的在这里给出的数据都是在达到平衡后测得的。

相关的一些定义：

z鲨鱼皮现象：由熔体破裂造成的粗糙表面

z剪切率振荡流或SROF：由于在高剪切率下出现熔体破裂导致的突然不规则流动。