Маточная смесь на основе линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПНП, LLDPE), также известная как маточная смесь линейного полиэтилена низкой плотности, представляет собой гранулированное сырье, основным компонентом которого является линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE). Маточная смесь ЛПНП представляет собой нетоксичные, не имеющие запаха частицы молочно-белого цвета с плотностью 0,918~0,935 г/см³. По сравнению с ПЭНП (LDPE), она обладает более высокой температурой размягчения и плавления, большей прочностью, лучшей вязкостью, более высокой жесткостью, улучшенной термостойкостью и морозостойкостью, а также хорошей стойкостью к растрескиванию под напряжением, ударной прочностью и сопротивлением разрыву; устойчива к воздействию кислот, щелочей, органических растворителей и т.д.

Типы

Маточную смесь на основе ЛПНП (линейного полиэтилена низкой плотности) можно разделить на следующие основные типы в зависимости от их функций и добавок:

Универсальная маточная смесь ЛПНП

Это наиболее распространенный тип с хорошими общими характеристиками. Он изготавливается из ЛПНП в качестве базовой смолы с добавлением соответствующих смазочных материалов, антиоксидантов и других добавок, а затем перерабатывается в готовый продукт.

Обладает отличными показателями растяжения, стойкостью к разрыву и проколу, а также хорошей гибкостью и прозрачностью.

Широко используется в различных областях, таких как полимерные пленки, трубы, изделия литья под давлением и т.д., например, сельскохозяйственные пленки, упаковочные пленки, пластиковые трубы и т.д.

Наполненная маточная смесь ЛПНП

В маточную смесь ЛПНП добавляется определенное количество неорганических наполнителей, таких как карбонат кальция, тальк, каолин и т.д., для получения наполненной маточной смеси ЛПНП.

Добавление наполнителей позволяет снизить производственные затраты и улучшить некоторые свойства пластиковых изделий, такие как повышение твердости, жесткости, термостойкости и т.д.

Обычно используется при производстве пластиковых изделий, чувствительных к стоимости и имеющих определенные требования к характеристикам, таких как пластиковые оборотные ящики, мусорные баки и строительные пластиковые трубы.

Функциональная маточная смесь ЛПНП

Антиоксидантная (стабилизирующая) маточная смесь: добавляются высокоэффективные стабилизирующие добавки, такие как светостабилизаторы и антиоксиданты, которые эффективно повышают атмосферостойкость и устойчивость к старению пластиковых изделий, предотвращая их выцветание, растрескивание, охрупчивание и другие явления при длительном использовании на открытом воздухе, а также продлевая срок службы. Обычно используется в сельскохозяйственных пленках, затеняющих сетках, уличных пластиковых изделиях и т.д.

Антибактериальная маточная смесь: добавление антибактериальных агентов придает пластиковым изделиям антибактериальные и бактерицидные свойства. Она подавляет рост и размножение микроорганизмов, таких как бактерии и плесневые грибки, предотвращает развитие бактерий на поверхности изделий и поддерживает чистоту и гигиеничность. Обычно используется в таких областях, как пищевая упаковка, медицинские изделия и средства гигиены.

Антистатическая маточная смесь: добавление антистатических агентов снижает поверхностное сопротивление пластиковых изделий, придавая им хорошие антистатические свойства, и предотвращает притягивание пыли, образование искр и другие проблемы, связанные с накоплением статического электричества при производстве, хранении и использовании. Широко используется в упаковке электронных и электротехнических изделий, полимерных пленках, пластиковой таре и других областях.

Цветная маточная смесь ЛПНП

В соответствии с требованиями заказчика различные пигменты или красящие порошки смешиваются со смолой ЛПНП для создания цветной маточной смеси определенных цветов.

Обладает хорошей диспергируемостью и красящей способностью, что позволяет пластиковым изделиям достигать равномерного и яркого цвета.

Широко используется в различных областях производства пластиковых изделий, требующих окрашивания, таких как полимерные пленки, трубы, изделия литья под давлением, волокна и т.д., для удовлетворения различных потребностей клиентов в цвете внешнего вида продукции.

Соотношение рецептуры

Соотношение компонентов рецептуры маточной смеси ЛПНП может варьироваться в зависимости от типа маточной смеси и конкретных требований к применению. Ниже приведены примеры приблизительных соотношений рецептур для распространенных типов маточной смеси ЛПНП:

Универсальная маточная смесь ЛПНП

Смола ЛПНП: 80% -90%

Скользящая добавка (антиадгезив): 0,5% -2%

Антиоксидант: 0,1% -0,5%

Другие добавки (например, диспергаторы и т.д.): 0,5% -2%

Наполнитель (опционально): 5% -15%

Наполненная маточная смесь ЛПНП

Смола ЛПНП: 40% -70%

Неорганические наполнители (например, карбонат кальция, тальк и т.д.): 30% -60%

Связующее вещество (силан): 0,5% -2%

Антиоксидант: 0,1% -0,5%

Другие добавки (например, смазочные материалы и т.д.): 0,5% -2%

Антиоксидантная маточная смесь

Смола ЛПНП: 70% -85%

Светостабилизатор: 2% -5%

Антиоксидант: 1% -3%

Другие добавки (например, диспергаторы и т.д.): 0,5% -2%

Наполнитель (опционально): 10% -20%

Антибактериальная маточная смесь

Смола ЛПНП: 80% -90%

Антибактериальный агент: 0,5% -2%

Диспергатор: 0,5% -2%

Другие добавки (например, антиоксиданты и т.д.): 0,1% -0,5%

Наполнитель (опционально): 5% -15%

Антистатическая маточная смесь

Смола ЛПНП: 75% -85%

Антистатический агент: 5% -10%

Диспергатор: 0,5% -2%

Другие добавки (например, антиоксиданты и т.д.): 0,1% -0,5%

Наполнитель (опционально): 10% -20%

Цветная маточная смесь ЛПНП

Смола ЛПНП: 70% -90%

Пигменты или красящие порошки: 1% -10%

Диспергатор: 0,5% -2%

Другие добавки (например, антиоксиданты и т.д.): 0,1% -0,5%

Наполнитель (опционально): 5% -20%

Эти соотношения рецептур приведены только для справки и должны корректироваться и оптимизироваться в соответствии с конкретным производственным оборудованием, технологическими условиями и требованиями к качеству продукции в реальном производстве.

Производственный процесс

Процесс производства маточной смеси ЛПНП обычно включает такие этапы, как подготовка сырья, смешивание, экструзия, охлаждение и резка, а именно:

1. Подготовка сырья

Выбор смолы: Выберите подходящую марку смолы ЛПНП на основе требований к характеристикам продукции, чтобы обеспечить хорошую текучесть, механические свойства и т.д.

Подготовка добавок: Точно взвесьте различные добавки для разных типов маточной смеси, такие как смазочные материалы, антиоксиданты, антибактериальные агенты, пигменты и т.д. Качество и количество добавок напрямую влияют на характеристики и качество маточной смеси.

2. Смешивание

Высокоскоростное смешивание: Добавьте смолу ЛПНП и добавки в высокоскоростной смеситель для тщательного перемешивания. Благодаря высокоскоростному перемешиванию добавки равномерно распределяются по поверхности частиц смолы, образуя предварительную смесь. Время смешивания обычно составляет 5-15 минут в зависимости от характеристик смесителя и свойств материала.

Статическое смешивание: Для некоторых маточных смесей с высокими требованиями к однородности смешивания после высокоскоростного смешивания используется статический смеситель для дальнейшего перемешивания. Статический смеситель использует специальную внутреннюю структуру для непрерывного разделения и смешивания материалов в процессе потока, улучшая эффект смешивания.

3. Экструзия

Предварительный нагрев: Смешанный материал загружается в бункер экструдера. Корпус экструдера обычно разделен на несколько зон нагрева, и материал проходит через зону предварительного нагрева перед попаданием в шнек, достигая определенной температуры для последующего пластифицирования.

Пластификация и экструзия: Материал постепенно пластифицируется за счет нагрева и сдвига в корпусе под действием толкающего усилия шнека. Скорость вращения, температура и отношение длины к диаметру (L/D) шнека оказывают значительное влияние на качество пластификации материала. Как правило, температура экструдера контролируется в диапазоне 150-250 °C, а скорость вращения шнека составляет 50-300 об/мин. Пластифицированный материал экструзируется через головку для образования непрерывных жгутов или листов.

4. Охлаждение

Водяное охлаждение: Экструдированный материал обычно охлаждается водой. Протяните экструдированный жгут или лист через ванну охлаждения, чтобы быстро охладить материал и придать ему форму. Температура воды в ванне обычно контролируется на уровне 20-40 °C, а скорость охлаждения должна быть умеренной. Слишком быстрое охлаждение может вызвать внутренние напряжения в материале, а слишком медленное — снизить производительность.

Воздушное охлаждение: Для некоторых маточных смесей с высокими требованиями к качеству поверхности можно использовать воздушное охлаждение или комбинацию воздушного и водяного охлаждения. При воздушном охлаждении вентилятор подает холодный воздух на поверхность материала, охлаждая его. Воздушное охлаждение позволяет уменьшить появление водных пятен и других дефектов, которые могут возникнуть при водяном охлаждении, и улучшить внешний вид продукции.

5. Грануляция

Горячая резка: При использовании метода горячей резки режущее устройство устанавливается на выходе экструдера для непосредственной нарезки экструдированного материала на гранулы в состоянии неполного охлаждения. Преимущества включают высокую производительность и правильную форму гранул, однако требования к режущему инструменту высоки, и его необходимо регулярно заменять.

Холодная резка: Холодная резка — это процесс транспортировки охлажденного материала через тянущее устройство к гранулятору для нарезки на гранулы. Гранулы, полученные холодной резкой, имеют хорошее качество и высокую точность размеров, но их производительность относительно ниже. После нарезки гранул они могут быть просеяны, упакованы и подвергнуты другим операциям для получения готовой маточной смеси ЛПНП.

В процессе производства необходимо строго контролировать технологические параметры каждого этапа, чтобы обеспечить стабильное качество и соответствие характеристик маточной смеси требованиям. Одновременно следует проводить регулярное техническое обслуживание и уход за производственным оборудованием для обеспечения его нормальной работы.

Производственное оборудование

Оборудование для производства маточной смеси ЛПНП включает в себя оборудование для обработки сырья, смесительное оборудование, экструзионное оборудование, оборудование для охлаждения, гранулирующее оборудование и вспомогательное оборудование. Ниже приведено подробное описание:

1. Оборудование для обработки сырья

Сушильная машина: используется для сушки смолы ЛПНП и некоторых добавок с целью удаления влаги из сырья. К распространенным типам относятся сушилки с циркуляцией горячего воздуха, осушительные сушилки и т.д.

Просеивающая машина: Просеивает сырье для удаления примесей и частиц с размерами, не соответствующими требованиям, обеспечивая чистоту сырья. Вибрационное сито является распространенным просеивающим оборудованием.

2. Смесительное оборудование

Высокоскоростной смеситель: Полностью смешивает смолу ЛПНП с различными добавками, равномерно распределяя добавки в смоле. Он состоит из мешалки (лопастей), смесительного контейнера, приводного устройства и т.д., и характеризуется высокой скоростью смешивания и хорошим эффектом перемешивания.

Статический смеситель: Обычно устанавливается перед загрузочным отверстием экструдера для дальнейшего перемешивания материалов, уже смешанных на высокоскоростной стадии, с целью повышения однородности материалов. Он не имеет движущихся частей и полагается на специальную внутреннюю структуру для достижения смешивания материалов в процессе потока.

3. Экструзионное оборудование

Одношнековый экструдер: Имеет простую конструкцию и удобен в эксплуатации, подходит для производства маточной смеси ЛПНП с общими требованиями. Он состоит из шнека, корпуса, систем нагрева и охлаждения, передаточного механизма и других компонентов. Материал продвигается вперед за счет вращения шнека, а нагрев корпуса обеспечивает пластификацию и экструзию материала.

Двухшнековый экструдер: Обладает лучшими характеристиками смешивания, диспергирования и сдвига, что позволяет обрабатывать маточные смеси с высокими требованиями к наполнению и производительности. Два шнека двухшнекового экструдера входят в зацепление друг с другом, тщательно перемешивая материал при вращении, что позволяет добавкам лучше связываться со смолой.

4. Оборудование для охлаждения

Ванна охлаждения: Используется для водяного охлаждения, обычно изготавливается из нержавеющей стали, имеет определенную длину и ширину, чтобы обеспечить достаточное время охлаждения материала в воде. Ванна оснащена системой циркуляции воды для поддержания стабильной температуры.

Вентилятор: Используется для воздушного охлаждения, подавая холодный воздух на экструдированный материал для его охлаждения. В зависимости от производственных потребностей можно выбирать вентиляторы различной мощности и типов, такие как центробежные, осевые и т.д.

5. Гранулирующее оборудование

Машина горячей резки: Устанавливается на выходе экструдера для нарезки материала на гранулы до его полного охлаждения. Она в основном состоит из режущего ножа, держателя инструмента, приводного устройства и т.д. Скорость и положение режущего ножа можно регулировать в соответствии с размером гранул.

Машина холодной резки: Используется для нарезки охлажденного материала на гранулы. Обычно используется комбинация вращающихся и неподвижных режущих инструментов для нарезки материала до нужного размера. Холодный гранулятор обеспечивает высокую точность размера гранул и подходит для продукции с высокими требованиями к качеству гранул.

6. Вспомогательное оборудование

Тянущее устройство (трактор): Используется для протяжки экструдированного материала из экструдера к оборудованию охлаждения и резки, обеспечивая непрерывную транспортировку материала. Скорость тянущего устройства можно регулировать в соответствии со скоростью экструзии для контроля длины и формы гранул.

Измерительное оборудование: Включает электронные весы, расходомеры и т.д., используемые для точного измерения количества различных видов сырья и добавок, обеспечивая точность рецептур и стабильность качества продукции.

Упаковочное оборудование: Упаковка произведенной маточной смеси ЛПНП; обычно используются автоматические упаковочные машины, которые могут выполнять операции дозирования, фасовки в мешки, запайки и другие процессы для повышения эффективности и качества упаковки.

Соответствующие требования

При производстве маточной смеси ЛПНП существует ряд требований в отношении сырья, персонала, окружающей среды, контроля качества и т.д. Ниже приведены конкретные указания:

Требования к сырью

Смола ЛПНП: Следует выбирать подходящую марку смолы ЛПНП на основе конечного использования и требований к характеристикам продукции. Показатели текучести расплава, плотности, молекулярно-массового распределения и другие параметры смолы должны соответствовать проектным требованиям конкретных продуктов маточной смеси, чтобы обеспечить хорошую перерабатываемость и эксплуатационные характеристики маточной смеси.

Добавки: Качество добавок имеет решающее значение. Например, смазочный материал должен эффективно снижать коэффициент трения поверхности пленки; антиоксиданты должны обладать хорошими антиоксидантными свойствами для продления срока службы маточной смеси и изделий; пигменты должны иметь высокую красящую способность, хорошую диспергируемость и атмосферостойкость. Все добавки должны соответствовать соответствующим стандартам пищевой гигиены и экологическим нормам, особенно для маточных смесей, используемых в пищевой упаковке и других областях.

Требования к персоналу

Профессиональные знания: Производственный персонал должен обладать соответствующими профессиональными знаниями в области полимерных материалов, переработки пластмасс и т.д., знать процесс производства и принципы работы оборудования для маточной смеси ЛПНП. Понимать характеристики сырья, роль добавок и влияние различных параметров на качество продукции в процессе производства, чтобы точно определять и решать возникающие проблемы.

Навыки эксплуатации: Умение эффективно эксплуатировать производственное оборудование, включая запуск, настройку, эксплуатацию и обслуживание экструдеров, смесителей, грануляторов и другого оборудования. Способность точно устанавливать и регулировать параметры оборудования, такие как температура, скорость, давление и т.д., в соответствии с технологическими требованиями, обеспечивая стабильность производственного процесса и постоянство качества продукции.

Осведомленность о качестве: Обладать высокой осведомленностью о качестве, строго соблюдать систему менеджмента качества и процедуры эксплуатации, обращать внимание на детали в процессе производства и строго контролировать качество продукции. Способность своевременно выявлять проблемы с качеством продукции и принимать эффективные меры по улучшению и предотвращению.

Требования к окружающей среде

Температура и влажность: Температура и влажность в производственном цехе должны поддерживаться в определенном диапазоне. Как правило, оптимально контролировать температуру в диапазоне 20-30 °C и влажность в диапазоне 40% -60%. Чрезмерная или недостаточная температура и влажность могут повлиять на характеристики сырья, работу оборудования и качество продукции. Например, высокая влажность может привести к поглощению влаги сырьем, что повлияет на перерабатываемость и внешний вид маточной смеси.

Чистота и гигиена: Производственная среда должна поддерживаться чистой и гигиеничной, чтобы предотвратить попадание загрязнителей, таких как пыль и примеси, в сырье и продукцию. Полы цеха следует регулярно чистить и мыть, а оборудование — регулярно очищать и обслуживать, чтобы предотвратить попадание в материалы таких примесей, как масляные пятна и ржавчина. Для цехов, производящих маточную смесь для пищевой упаковки, гигиенические требования более строгие и должны соответствовать соответствующим стандартам пищевой гигиены.

Вентиляция и воздухообмен: Цех должен иметь хорошую вентиляцию и условия воздухообмена для своевременного удаления отработанных газов и запахов, образующихся в процессе производства. Это не только полезно для физического здоровья операторов, но и позволяет избежать негативного влияния выхлопных газов на качество сырья и продукции.

Требования к контролю качества

Проверка сырья: Каждая партия поступающего сырья и добавок должна проходить строгий контроль, включая проверку внешнего вида, физических свойств, химических свойств и других аспектов. Например, определение текучести расплава, плотности, чистоты добавок и содержания активных компонентов смолы ЛПНП для обеспечения соответствия сырья требованиям качества. В производство допускается только сырье, прошедшее проверку.

Контроль процесса: В процессе производства необходимо строго контролировать ключевые технологические параметры, такие как температура экструзии, скорость вращения шнека, время смешивания и т.д. Регулярно проводить техническое обслуживание и уход за производственным оборудованием для обеспечения его нормальной работы и стабильности качества продукции. Одновременно следует проводить отбор проб и испытания полуфабрикатов в процессе производства, например, проверять однородность смешанных материалов, внешний вид и характеристики экструдированного материала и т.д., чтобы своевременно выявлять проблемы и вносить корректировки.

Проверка готовой продукции: Проводить комплексный контроль качества произведенной маточной смеси ЛПНП, включая проверку внешнего вида, размера гранул, текучести расплава, содержания добавок, механических свойств, термостойкости и других показателей. Только маточная смесь, соответствующая всем стандартам продукции, может быть упакована и храниться как квалифицированная продукция для продажи. Для некондиционной продукции следует проводить анализ и обработку для выявления причин и принятия мер по улучшению, чтобы предотвратить повторение подобных проблем.

Применение

Маточная смесь ЛПНП имеет широкую область применения, включающую следующие направления:

1. Полимерные пленки

Сельскохозяйственная пленка: Маточная смесь ЛПНП является важным сырьем для производства сельскохозяйственной пленки. Она может повысить прочность на разрыв, стойкость к проколу и атмосферостойкость пленки, делая ее более долговечной и способной противостоять воздействию природных факторов, таких как ветер, солнце и дождь, продлевая срок службы. Кроме того, она также может улучшить прозрачность и теплоизоляционные свойства пленки, создавая благоприятную среду роста для сельскохозяйственных культур и стимулируя их рост и развитие.

Упаковочная пленка: В области упаковки маточная смесь ЛПНП обычно используется для производства различных упаковочных пленок, таких как пищевая упаковочная пленка, пленка для упаковки товаров повседневного спроса и т.д. Она обеспечивает хорошую гибкость, прозрачность и свойства термоупайки, позволяя плотно оборачивать продукт и выполнять защитную и консервирующую функцию. Кроме того, маточная смесь ЛПНП может придавать пленке определенные антистатические свойства, снижая притягивание пыли и примесей к поверхности пленки при использовании.

2. Трубные материалы

Трубы водоснабжения: Маточная смесь ЛПНП может использоваться для производства труб водоснабжения, которые обладают преимуществами коррозионной стойкости, износостойкости и высокой устойчивости к давлению. Трубы, произведенные с ее использованием, имеют гладкие внутренние стенки, низкое сопротивление потоку воды и не подвержены образованию накипи, что обеспечивает эффективность транспортировки воды и безопасность качества воды. Кроме того, трубы ЛПНП обладают хорошей гибкостью, что облегчает их монтаж и строительство, и они могут широко использоваться в проектах городского водоснабжения, обеспечения безопасной питьевой водой в сельской местности и других проектах.

Канализационные трубы: Маточная смесь ЛПНП также широко используется в канализационных трубах. Она обеспечивает хорошую химическую коррозионную стойкость и стойкость к растрескиванию под напряжением, позволяя выдерживать воздействие различных сточных вод и отходов. Кроме того, канализационные трубы из ЛПНП легкие, удобны в обращении и монтаже, что позволяет снизить затраты на строительство.

3. Изделия литья под давлением

Пластиковая тара: Маточная смесь ЛПНП может использоваться для производства различных пластиковых емкостей, таких как пластиковые ведра, горшки, ящики и т.д. Она повышает прочность и вязкость пластиковых емкостей, обеспечивая хорошую ударопрочность и долговечность. Кроме того, маточная смесь ЛПНП также улучшает глянцевитость поверхности и текстуру пластиковых емкостей, повышая эстетическую привлекательность продукции.

Промышленные компоненты: В промышленной сфере маточная смесь ЛПНП может использоваться для изготовления некоторых износостойких и коррозионностойких промышленных компонентов, таких как шестерни, подшипники, ползуны и т.д. Она обладает хорошими смазывающими свойствами и низким коэффициентом трения, что снижает износ и трение между компонентами, повышая эффективность работы оборудования и срок его службы.

4. Провода и кабели

Изоляционный слой: Мастербатч на основе ЛПЭНП обладает хорошими свойствами электрической изоляции и может использоваться для производства изоляционных слоев проводов и кабелей. Он эффективно изолирует ток, предотвращает утечки и короткие замыкания, обеспечивая безопасную эксплуатацию проводов и кабелей. Кроме того, изоляционный слой из ЛПЭНП обладает такими свойствами, как стойкость к старению и низкотемпературная стойкость, что позволяет адаптироваться к различным условиям эксплуатации.

Оболочка: Мастербатч на основе ЛПЭНП также может использоваться для изготовления оболочек проводов и кабелей, защищающих их внутреннюю структуру. Он обладает хорошими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, что позволяет противостоять внешним механическим повреждениям, химической коррозии и проникновению влаги, увеличивая срок службы проводов и кабелей.

5. Другие области применения

Волокнистые изделия: Мастербатч на основе ЛПЭНП может использоваться для производства волоконных изделий, таких как нетканые материалы, канаты, рыболовные сети и т. д. Он придает волокнам хорошую прочность и гибкость, повышая качество и характеристики волоконных изделий.

Вспененные изделия: В области вспененных материалов мастербатч на основе ЛПЭНП может использоваться в качестве одного из основных сырьевых компонентов для производства различных пенопластов, таких как плиты из пенополистирола, пенополиуретан и т. д. Он улучшает характеристики вспененных пластиков, обеспечивая хорошую теплоизоляцию, термоизоляцию, звукоизоляцию и амортизирующие свойства.