PPA在塑料加工时有什么作用

2021-08-18

加工助剂是用于改善高分子量聚合物加工和处理性能的几种材料的总称,它主要在聚合物基体的熔融状态中起作用,并能像润滑剂一样降低聚合物的熔体粘度。但与传统润滑剂相比,加工助剂具有效率高、用量少的优点。此外加工助剂还具有消除熔体破裂、减少材料沉积、减少凝胶形成的作用。因此它们脱离了润滑剂的概念,被列为一类新的添加剂。目前市场上的加工助剂主要有氟橡胶助剂、有机硅助剂、树枝状聚合物、聚乙二醇等。


 近年来,随着聚烯烃和工程热塑性树脂应用领域的扩大,聚烯烃和工程热塑性树脂加工助剂的研究和产品日益增多,促进了新型高效助剂的快速发展,含氟聚合物加工助剂是新一代加工助剂,它是由含氟聚合物弹性体改进而来的,具有极好的提高加工性能的能力。它是一种正在开发中的新型、高效、优质、实用的产品,一类添加剂。

1.什么是含氟聚合物加工助剂(PPA)

近年来,国内外出现了一大批关于含氟聚合物加工助剂(PPA)的专利申报。每个公司都有不同的产品组件。一般而言它是一种或多种氟烯烃的共聚物或氟烯烃与其他烯烃的共聚物。如偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的二元共聚物或三元共聚物,以及偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯与乙烯或丙烯的共聚物,它还与其他聚合物复合,如聚环氧乙烷、无机物等,形成具有更多样化聚合物组成的复合物。


含氟聚合物加工助剂使用表面能极低的氟化合物,在塑料加工过程中可以减少被加工树脂分子的内摩擦,提高熔融速率和熔体变形,降低熔体的表观粘度,提高整体性能塑化作用。同时它在被加工树脂中的溶解度和不相容性低,在加工过程中从熔体向熔体表面渗出,在金属表面形成隔离层,降低了熔体对机体和熔体的附着力。 模具的金属表面,减少熔体在运动过程中与壁面的摩擦,改善熔体在加工过程中的不均匀运动。因此含氟聚合物加工助剂是指一类含有氟烯烃共聚物的化合物,用于提高树脂加工性能和产品质量。

2.含氟聚合物加工助剂的作用

(1) 改善低熔体指数树脂的加工流变性,在加工低熔体指数树脂时,由于熔体粘度较大,会形成螺杆扭矩增大、机筒内压力增大等现象,迫使塑料加工时加工温度升高,增加了加工难度。使用含氟聚合物加工助剂可以妥善解决一系列问题。

(2)消除吹塑时熔体破裂的现象,减少气泡振动,提高加工稳定性,消除薄膜表面的“鲨鱼皮”现象。
(3)减少模具沉积物减少膜厚不均。减少熔体中凝胶的产生,降低晶点,提高薄膜质量。

(4)LLDPE加工过程中,不会因熔体粘度过大而故意加大模头间隙。模具间隙减小后,薄膜中的分子具有更好的取向性,提高了薄膜的质量。
(5)在LDPE/LLDPE共混薄膜的加工中,可以增加LLDPE的添加比例,提高薄膜的抗拉强度,降低生产成本。
(6)降低塑料加工过程中的挤出压力,降低能耗,减少机械磨损,降低薄膜加工的综合成本。 在同等产品质量和能耗条件下,生产效率可提高30%~60%
(7)在不影响产品透明度、透光率、雾度的情况下,提高薄膜的表面光洁度,提高产品的抗拉强度,提高产品质量。
(8)对于需要降低加工温度或对温度敏感的树脂,有助于改善加工条件。

(9) 易于去除螺杆和机筒内的杂质,缩短换色有效时间,可作为螺杆清洗材料。

(10)含氟聚合物加工助剂以分散的球形小颗粒存在于高分子材料中,小颗粒的大小与加工过程中的分散效果有关,分散效果越好,应用效果越好。最佳粒径为1-2um,加工后含氟聚合物不会停留在挤出物表面,不会在薄膜表面产生起霜,不会影响薄膜表面的印刷性能,不会影响薄膜表面的其他性能(热 粘性、热封性、表面张力、静摩擦系数、动摩擦系数)。

3.含氟聚合物的作用机理
含氟聚合物加工助剂利用含氟聚合物化合物的低表面能特性。在加工过程中,含氟聚合物移动到熔体表面并粘附在螺杆和机筒的金属表面上,形成一层“润滑,涂层。聚合物“润滑”涂层是动态平衡的。涂层形成并达到稳定状态需要一定的时间,大约一个小时左右。达到平衡后,可以清楚地显示背压 挤出机的扭矩和熔体表面粘度下降等塑料加工参数的变化 聚合物加工助剂的用量为200-1000mg/kg 如果在加工初期使用较高浓度的助剂,加工 状态可以更快地稳定下来。

4.国外含氟聚合物加工助剂现状

Dynamar PPA是美国公司生产的一种含氟聚合物作为基本结构助剂,它可以改善聚合物的加工性能,在塑料加工业中得到了广泛的应用,适用于多种树脂的挤出加工。

DynamarPPA是一系列不同等级的聚合物加工助剂产品,以满足各种聚烯烃树脂的加工需要,如吹膜、覆膜、流延挤出、管材挤出、片材挤出、拉丝、线涂挤出、 吹瓶等加工工艺。 可用于改善聚乙烯,如:mLLDPE、LLDPE、MDPE、HDPE、HMW-HDPE、LDPE、VLDPE、EVA、PP、PVC等聚烯烃的加工; 也可用于PS、PA、PET和ABS 同时Dynamar PPA聚合物加工助剂还可用于PS、PA、PET和ABS等工程塑料的加工。同时Dynamar PPA聚合物加工助剂还可用于色母粒和原材料的制造混工艺。混合工艺,适当添加含氟聚合物可提高塑料制品的性能,在塑料挤出加工中使用含氟聚合物Dynamar PPA可以提高设备生产能力,降低能耗,提高质量,拓宽原材料范围,Dynamar PPA符合食品药品监督管理局对于与食品接触的聚烯烃应用(最大用量为2000mg/kg),Dynamar PPA加工助剂的一般用量为400-1000mg/kg,通常为含有2-5%Dynamar的母料 将 PPA 加工助剂添加到树脂中。


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