Почему скользящие добавки ведут себя не так, как ожидаем?

В MIXAR обратилась компания, которая производит различные типы полиэтиленовых плёнок для упаковки. Для производства ей требовалась скользящая добавка.

Производители добавок и переработчики знают, что полимерные плёнки имеют высокий коэффициент трения (0,5‒0,6). Это приводит к проблемам при использовании плёнок на упаковочном оборудовании. Плёнка движется неравномерно, нагревается от трения, теряет свою геометрию. Это может привести к обрыву плёнки.

Оптимальные значения коэффициента трения в плёнках составляют 0,1–0,25 (перед стандартным измерением по ГОСТ 27492-87 плёнка выдерживается при температуре 23±2 °C и относительной влажности 50±5 % в течение 40 часов).

Такие значения определены практически исходя из требований стабильной работы плёночного и расфасовочного оборудования и достигаются при содержании скользящих добавок в плёнке в пределах 500–1000 ppm. Нашим техническим специалистам предстояло разобраться со всеми этими вопросами, выявить все деструктивные факторы и подобрать такую рецептуру, которая сведёт на нет брак.

Для улучшения скользящих свойств плёнки при её производстве вводят скользящую добавку (как правило, действующие вещества — олеамид или эрукамид). После экструзии плёнки добавка мигрирует на поверхность и создает на ней скользящий слой, за счёт чего значительно снижается коэффициент трения и улучшаются скользящие свойства плёнки.

Для клиента важно было добиться стабильного коэффициента трения, поскольку это влияет на работу упаковочного оборудования. Также, в дальнейшем планировалось нанесение на плёнку печати. Эти факторы необходимо было учесть при подборе мастербатча и рецептуры.

Недостаток скользящей добавки

Приводит к нагреву и размягчению плёнки, её вытягиванию и обрыву

Избыток скользящей добавки

• ухудшает намотку рулона (возникает телескопический эффект)
• ухудшает сварные свойства плёнки 
• влияет на печать (снижает адгезию краски к поверхности пленки)

Менеджеры MIXAR порекомендовали одну из своихдобавок на основе эрукамида. У неё очень хорошие и стабильные скользящие свойства.

Олеамид имеет высокую скорость миграции и начинает действовать практически сразу после экструзии плёнки (70–80% скольжения достигается уже через 30 минут), хотя максимальное скольжение наступает через 24 часа.

Скользящее действие эрукамида проявляется через 4–6 часов после изготовления плёнки. Максимальное скольжение наступает через 72–96 часов.

Сразу после производства плёнка у клиента складировалась в виде рулонов в отдельном помещении. Для получения нужного эффекта нужно выдержать плёнку при определённой температуре в течение некоторого времени, которое необходимо для полной миграции добавки. После чего клиент планировал приступить к нанесению печати.

Клиент сделал вывод: добавка не работает.

Задача

Перед нашими специалистами встала задача выявить причину преждевременной миграции добавки на поверхность.Рассмотрим основные виды первичного полимерного сырья и их свойства в контексте дальнейшей переработки.

Решение (или как мы это делаем обычно)

На данном этапе технические специалисты MIXAR собирают следующую информацию: 

•  проверяют рецептуру
• уточняют параметры сырья
• анализируют вводные данные системы автоматизации на стороне клиента 

 Проверяют все факторы, которые влияют на скорость миграции и конечный Ктр: 

• тип полимера (чем выше плотность, тем медленней миграция)
• содержание эрукамида в слое
• наличие антиблокирующих и меловых добавок в слое
• присутствие в соседних слоях полярных полимеров (EVA, РА, EVOH или адгезива, которые притягивают к себе часть скользящей добавки)
• присутствие других мигрирующих добавок (антистатик, антифог), которые будут конкурировать за место на поверхности пленки. ‍ 

 На первый взгляд, все соответствовало технологическим рекомендациям и нормам. Если первичный сбор информации не даёт ответа на главный вопрос…

Переходим к углубленному изучению проблемы

Изучив оборудование на производстве клиента, места складирования и хранения продукции, наши технические специалисты выяснили: причиной быстрой миграции эрукамида была слишком высокая температура воздуха в складском помещении (свыше 40 °C) — не работала система кондиционирования. 

Специалисты MIXAR предложили восстановить температуру воздуха до нормативных значений (см. выше) и возобновить процесс производства плёнки с теми же параметрами, которые использовались ранее.

Результат

Иногда желаемый эффект применения мастербатча зависит от условий на производстве. Добавка может работать неэффективно, если не соблюдены нормы хранения, температура, влажность воздуха (об этом наш следующий кейс).

Температура хранения важна! Соблюдайте нормы, рекомендованные производителем добавок.

Клиент воспринял наши рекомендации с облегчением: добавка работает. 

Причина проблемы, возникшая на его производстве, устранена. 

 Если прямо сейчас вы столкнулись с похожей или любой другой проблемой в применении функциональных добавок, теперь вы знаете к кому обратиться за помощью: пишите zakaz@mixar.ru, а лучше сразу звоните 8 800 301 44 84. 

Посмотреть ассортимент скользящих добавок в каталоге. Подробные разборы ситуаций на производстве, рекомендации наших технических специалистов в Телеграм-канале — подписывайтесь!