¿Por qué se produce la fractura por fusión en la extrusión de películas de PE?

La fractura por fusión es uno de los defectos superficiales más comunes en la extrusión de películas de polietileno (PE), especialmente en el procesamiento de alta velocidad de LLDPE, HDPE y mLLDPE.

Suele aparecer de la siguiente manera:

• Textura superficial similar a la piel de tiburón

• Aspecto de película rugoso o irregular

• Inestabilidad del flujo en la salida de la matriz

• Pérdida de claridad óptica

Causa principal

La fractura por fusión se produce por la inestabilidad del flujo interfacial cuando el polímero fundido pasa a través de la boquilla bajo una alta tensión de cizallamiento.

Cuando la tensión cortante supera un umbral crítico:

• El polímero fundido no puede mantener un flujo uniforme

• El comportamiento de adherencia-deslizamiento se produce en la pared de la matriz.

• La capa superficial se fractura periódicamente

Esto se agrava en las siguientes circunstancias:

• Extrusión a alta velocidad de línea

• Espacios estrechos entre los troqueles

• Resinas de alto peso molecular

• Grados de PE basados ​​en metalocenos

Por qué se utilizan los PPA de fluoropolímero tradicionales

Durante décadas, los aditivos para el procesamiento de polímeros (PPA, por sus siglas en inglés) basados ​​en fluoropolímeros se han utilizado para resolver problemas de fractura por fusión en la extrusión de películas de PE.

Su funcionamiento se basa en:

• Migración a la superficie del chip

• Formación de un recubrimiento fluorado de baja energía superficial

• Reducción de la fricción entre el metal fundido y la matriz

• Permitir el deslizamiento de la pared

Esto ayuda a estabilizar el flujo de la masa fundida y a eliminar los defectos de tipo piel de tiburón.

Sin embargo, la creciente presión regulatoria sobre las sustancias relacionadas con las PFAS está cambiando la forma en que los procesadores abordan esta solución.

Por qué los fabricantes buscan soluciones sin fluoropolímeros

El abandono de los PPA de fluoropolímeros se debe a:

Presión regulatoria

• Propuestas de la UE sobre restricciones a las sustancias PFAS en el marco del reglamento REACH.

• Requisitos de notificación de PFAS de la TSCA de la EPA de EE. UU.

• Iniciativas mundiales de monitoreo de PFAS

Requisitos del fabricante de equipos originales (OEM) y de la marca

• Requisitos de envases libres de PFAS

• Auditorías de cumplimiento de sostenibilidad

• Objetivos de economía circular

Preocupaciones técnicas y operativas

• Contaminación residual por fluoropolímeros en los flujos de reciclaje

• Riesgos de calificación para la exportación

• Incertidumbre en la cadena de suministro

Como resultado, los procesadores están buscando activamente:

Cómo eliminar la fractura por fusión sin fluoropolímeros

¿Es posible eliminar la fractura por fusión sin fluoropolímeros?

Sí.

La mayoría de los fabricantes de aditivos para polímeros han lanzado al mercado auxiliares de procesamiento libres de PFAS, lo que proporciona una alternativa que no depende de recubrimientos superficiales fluorados.

En lugar de crear una película de fluoropolímero permanente, estos sistemas funcionan mediante el control dinámico de la lubricación interfacial.

Cómo los auxiliares de procesamiento libres de PFAS eliminan la fractura por fusión

Los PPA libres de PFAS (especialmente los sistemas a base de silicona) reducen la fractura por fusión a través de un mecanismo diferente:

1. Estabilización del deslizamiento interfacial

Modifican la interacción entre el polímero fundido y la superficie del molde, reduciendo la inestabilidad por deslizamiento intermitente.

2. Reducción de la fluctuación del esfuerzo cortante

Al suavizar el comportamiento del flujo a nivel molecular, minimizan los cambios bruscos de tensión en la salida de la matriz.

3. Formación de la capa de lubricación dinámica

En la interfaz se forma una capa molecular autoajustable que estabiliza continuamente las condiciones de extrusión.

4. Mejora de la uniformidad del flujo de la masa fundida.

El polímero fundido mantiene un perfil de velocidad más uniforme a lo largo de la boquilla.

SILIMER PPAs libres de PFAS para la eliminación de la fractura por fusión

SILIKE SILIMER: coadyuvantes de procesamiento libres de PFAS.Están diseñados específicamente para sistemas de extrusión de poliolefinas que requieren alta estabilidad a alta velocidad y alta calidad superficial en la producción de películas.

Se desarrollan como alternativas al PPA de fluoropolímero para:

• Extrusión de película de LLDPE

• Procesamiento de películas de HDPE

• Líneas de extrusión de película soplada de alta velocidad de mLLDPE

Cómo funciona SILIMER, una alternativa de coadyuvante de procesamiento libre de PFAS a la tecnología de PPA de fluoropolímeros.

Ventajas de rendimiento de la serie SILIKE SILIMER: Soluciones alternativas libres de PFAS y flúor para la extrusión de películas de PE.

Cuando se aplican en sistemas de producción de películas de PE, los auxiliares de proceso sin PFAS de la serie SILIKE SILIMER pueden ayudar a:

♦ Elimina las fracturas por fusión y los defectos de piel de tiburón.

♦ Mejora la suavidad de la superficie y mantiene la claridad óptica.

♦ Reduzca la presión de extrusión

♦ Mejora la estabilidad del rendimiento

♦ Reduce la acumulación de chips y el tiempo de inactividad.

♦ Mantener un rendimiento estable a altas velocidades de línea.

Dónde son más eficaces los PPA libres de PFAS

Se utilizan ampliamente en:

Extrusión de película soplada

• Películas de LLDPE y mLLDPE
• Producción de películas delgadas de alta velocidad
• Aplicaciones de películas de embalaje

Extrusión de película fundida

• Películas ópticas y de embalaje
• Estructuras multicapa

Sistemas de películas de HDPE

• Películas industriales
• Embalaje de alta resistencia con sistema de formado, llenado y sellado (FFS)

Procesamiento de poliolefinas recicladas

• Estabilizar el comportamiento inconsistente del flujo de fusión

Cómo optimizar la eliminación de la fractura por fusión sin fluoropolímeros

Para obtener los mejores resultados, los procesadores suelen seguir este enfoque:

Paso 1: Identificar las condiciones de referencia

• Registrar la presión actual, la salida y el nivel de defectos.

Paso 2: Introducir PPA libre de PFAS

• Añadir en la dosis baja recomendada
• Asegurar una dispersión adecuada en la etapa de masterbatch o composición.

Paso 3: Estabilizar el comportamiento interfacial

• Permitir que el sistema alcance un equilibrio de lubricación estable.

Paso 4: Optimizar los parámetros de procesamiento

• Ajustar el perfil de temperatura
• Ajuste fino de la velocidad de la línea y la velocidad del husillo.

Paso 5: Validar la calidad de la película

• Comprobar la suavidad de la superficie
• Monitorear la estabilidad de la turbidez y el brillo
• Evaluar la estabilidad a largo plazo

PPA sin PFAS frente a PPA de fluoropolímero en el control de la fractura por fusión

Soluciones prácticas para el procesamiento de películas de polietileno estables y de alta velocidad.

Comparación de datos reales: PPA sin flúor de la serie SILIKE SILIMER frente a un auxiliar de procesamiento sin PFAS.

Preguntas frecuentes

¿Es posible eliminar por completo la fractura por fusión sin fluoropolímeros?

Sí. Los aditivos de protección química (PPA) de la serie SILIKE SILIMER, libres de PFAS, pueden eliminar por completo la fractura por fusión en la mayoría de los sistemas de extrusión de película de PE cuando se optimizan adecuadamente.

¿Los PPA libres de PFAS afectan la claridad o el brillo de la película?

No se observan efectos negativos significativos cuando se utiliza en las dosis recomendadas.

¿Son adecuadas las soluciones libres de flúor para la extrusión a alta velocidad?

Sí. Los coadyuvantes de procesamiento de polímeros de la serie SILIKE SILIMER, libres de PFAS, están diseñados para condiciones de alta cizalladura y alto rendimiento.

¿Se pueden utilizar PPA libres de PFAS con PE reciclado?

Sí. Los PPA de la serie SILIKE SILIMER, libres de PFAS, pueden mejorar la estabilidad en el procesamiento de poliolefinas recicladas.

Conclusión

La fractura por fusión en la extrusión de películas de PE es fundamentalmente un problema de inestabilidad del flujo causado por la fricción interfacial en la superficie de la matriz.

Si bien los PPA de fluoropolímero se han utilizado históricamente para resolver este problema,Coadyuvantes de procesamiento libres de PFASAhora ofrecen una alternativa viable y cada vez más preferida.

Soluciones libres de PFAS como la tecnología SILIKE SILIMER.permitir:

♦ Extrusión estable de alta velocidad

♦ Superficies de película sin defectos

♦ Reducción de la acumulación de material en el chip

♦ Preparación para el cumplimiento normativo

♦ Sistemas de procesamiento sin flúor

Obtenga más información sobre cómo eliminar la fractura por fusión en la extrusión de películas de PE sin fluoropolímeros o solicite una muestra de la serie SILIMER de PPA libres de PFAS:amy.wang@silike.cn | www.siliketech.com