มาสเตอร์บัชช์น้ำมันหล่อลื่นเป็นสินค้าที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมการผสมพลาสติก มันไม่เคยปรากฏบนแผงข้อมูลเป็นคุณสมบัติหลัก แต่ก็เป็นตัวตัดสินว่าคอมปาวด์โพลิโพรไพลีนที่ถูกเติมเต็มอย่างสูงจะมีอัตราการผลิต 900 กิโลกรัมต่อชั่วโมงหรือจะหยุดชะงักที่ 600 กิโลกรัมต่อชั่วโมง, ว่าระบบไลน์โปรไฟล์ PVC ที่แข็งแรงจะใช้งานได้ 18 เดือนบนเครื่องมือเดียวหรือจะต้องเปลี่ยนเครื่องหลังจากใช้งาน 9 เดือน, และว่าระบบแท่งผลิตกระดาษฉีดจะผลิตผลลัพธ์ที่สะอาดได้ 12 ชั่วโมงหรือจะมีริ้วรอยของสารที่เสื่อมสภาพออกมาทุก 90 นาที ในปี 2569, เมื่อผู้ผลิตสารผสมพยายามเพิ่มปริมาณสารเติมแต่งมากขึ้น, เปลี่ยนไปใช้วัตถุดิบที่รีไซเคิลและมีความเหนียวที่ไม่สามารถคาดเดาได้, และลดการใช้พลังงานเฉพาะเพื่อตอบสนองต่อเป้าหมายด้านค่าใช้จ่ายพลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอน, โปรดิวกต์สารลดแรงตึงเคลือบผิวที่เคยถูกมองข้ามไปเป็นตัวแปรการผลิตที่สำคัญที่สุด
แนวทางนี้ถูกเขียนขึ้นสำหรับผู้ผลิตสารผสม, ผู้ผลิตสารผสมหลัก, ผู้เชี่ยวชาญด้านกระบวนการอัดขึ้นรูป, และผู้ซื้อเทคนิคที่ต้องการเข้าใจว่า สารผสมสารหลักสำหรับน้ำมันจริงๆ ทำงานอย่างไรภายในท่อ, วิธีการเลือกระหว่างเคมีภายในเชื้อสารเช่น วานาเดี่ยม, อิมิด, สเตอราต, ซิลิโคน, และฟลูออโรพอลิเมอร์, ความมากน้อยที่ควรใส่ในส่วนต่อร้อยของสารผสม, และวิธีการผลิตสารผสมสารหลักบนเครื่องอัดขึ้นรูปแบบสายพันธุ์สองสายหมุนโดยไม่ทำลายสารผสมที่คุณกำลังพยายามนำเข้ามา Kerke, โรงงาน Wanplas ที่สำคัญในการผลิตเครื่องอัดผสมแบบคู่สายร่วมหมุน (parallel co-rotating twin-screw compounding extruders), ได้จัดส่งเครื่องอัดผสมแบบ KTE-series ให้ผู้ผลิตสารผสมหลายชนิดในกว่า 70 ประเทศ และหน้าต่างการผลิตที่อธิบายในบทความนี้แสดงความรู้ที่ได้จากประสบการณ์ในสายงานทั่วโลกในการผลิตสารผสมสี, สารเติม, สารเพิ่มประสิทธิภาพ และสารผสมสายเคเบิล
ถึงสิ้นสุดบทความนี้คุณจะสามารถระบุมาสเตอร์แบทช์น้ำมันโดยใช้ความสามารถแทนชื่อทางการค้าได้, คาดการณ์ผลของการเปลี่ยนปริมาณน้ำมันต่อมวลต่อมูล (dosage) ต่อแรงหมุนและปัจจัยความติด (coefficient of friction), พัฒนากลไกสกรูที่สามารถกระจายแพ็คเกจวาซาลได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้เกิดการแยกเป็นก๊าซ, และวินิจฉัยความผิดพลาด 5 ประเภทที่พบบ่อยในสายการผลิต — การลื่นของสกรู, การเกิดแผ่น, การไหลของตัวแปลง, การเกิดก้อน, และความแข็งของอุปกรณ์ปิดที่ลดลง — จากอาการที่ปรากฏ
สิ่งที่คือ Lubricant Masterbatch และเหตุใดที่ผู้ผลิตสารประกอบมักพึ่งพา
มาสเตอร์แบทช์สารลดแรงติด (lubricant masterbatch) คือ สารนำที่มีความเข้มข้นและเป็นเม็ดของสารเพิ่มความลื่นที่ปรับปรุงความติดแน่น โดยทั่วไปจะมีสารลดแรงติดอยู่ในสารนำที่เป็นโพลีเมอร์อยู่ในปริมาณ 5 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อผสมลงในสารพื้นฐานในปริมาณ 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้ได้ปริมาณที่ควบคุมของการลดความติดแน่น ความปลอดจากการติด และความหนืด มันมีอยู่เนื่องจากสารล้างที่บริสุทธิ์เป็นสิ่งที่ยากมากที่จะวัดอย่างแม่นยำและปลอดภัยในรูปแบบของมัน: วาซาจะมาถึงในรูปของผงหรือแผ่นเล็ก ๆ ที่สะสมอยู่ในถัง, อิมิดของไขมันเป็นสารไฟฟ้าและเป็นฝุ่น, สเตอราตของโลหะเป็นสารที่ระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจ, และสารช่วยในการผลิตโพลีเมอร์ฟลูออรีนถูกจัดส่งในความเข้มข้นที่ต่ำมากจนการใส่โดยตรงจะต้องใช้ความแม่นยำในการวัดที่เกินกว่าที่เครื่องวัดน้ำหนักสามารถทำได้
การบรรจุสารประกอบเหล่านี้ในเม็ดชิ้นเล็กสามารถแก้ไขปัญหาได้สี่ปัญหาในครั้งเดียว ก่อนอื่น, มันจะเปลี่ยนผงทรายที่เป็นฝุ่นเป็นเม็ดที่ไหลได้อย่างอิสระ มีความหนาแน่นรวมในช่วง 480 ถึง 560 กิโลกรัมต่อเมตร³ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับสารพื้นฐานในถัง สิ่งที่สองคือมันทำการผสมส่วนผสมล่วงหน้าให้ละเอียดจนกระทั่งเครื่องอัดแท่งแบบสายเดียวของเครื่องปรับปรุงข้างล่าง – ซึ่งมีความสามารถในการผสมน้อยกว่ากลไกการผสมแบบคู่ – ต้องแค่กระจายส่วนผสมที่ถูกแยกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ไปเท่านั้น ไม่ต้องผสมส่วนผสมที่เป็นกลุ่มใหญ่ สิ่งที่สามคือมันป้องกันผู้ใช้จากการรับสารเคมีจากฝุ่นสเตอราตและอิมิด สี่, มันสามารถทำการปรับขนาดการใส่สารได้อย่างแม่นยำและซ้ำได้ในอัตราส่วนการปล่อยที่อุปกรณ์ใส่สารแบบวัดปริมาณหรืออุปกรณ์ใส่สารแบบคำนวณจากน้ำหนักสามารถคงอยู่ภายใน 0.5% ของค่าที่ตั้งไว้ได้
3 ประเภทงานของแพ็คเกจน้ำมันล้างที่สำคัญ
ผู้ใช้บ่อยครั้งจะรวมตัวกันทั้งหมดของสารปรับปรุงความติดขัด แต่สารละลายที่ออกแบบได้ดีจะทำหน้าที่สามอย่างแตกต่างกัน และอัตราส่วนระหว่างพวกมันคือสิ่งที่แยกแยะผลิตภัณฑ์ทั่วไปจากผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบ
- ลดความหนืด (ฟังก์ชันภายใน) น้ำมันลูบไรเซอร์จะละลายบางส่วนในสารละลาย ทำให้มีความจุว่างเพิ่มขึ้นระหว่างกลุ่มของโมเลกุลพลาสติก และลดความหนาแน่นของการอัดตัว ผลลัพธ์คือความหนืดแรงฉีกที่ต่ำกว่าที่คาดไว้ในความเร็วแรงฉีกที่เท่ากัน, การใช้พลังงานเฉลี่ยต่ำใน kWh/kg และอุณหภูมิน้ำแข็งต่ำกว่าเดิม นี่คือฟังก์ชันที่ปลดล็อกความเร็วในเครื่องที่จำกัดแรงหมุน
- เปิดประตูโลหะ (ฟังก์ชันภายนอก) น้ำมันล้างทำความสะอาดไม่เข้ากันกับวัสดุหลักทางทฤษฎีความร้อน ดังนั้นน้ำมันล้างทำความสะอาดจะแยกออกเป็นสภาวะและเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวที่มีพลังงานสูงสุด ซึ่งเป็นเหล็กของท่อ, ลูกสูบ และตัวแท่ง หนังสือกำแพงที่มีความหนาเพียงหลายร้อยนาโนเมตรช่วยป้องกันการยึดติดของโพลีเมอร์, บังคับการตกแต่งชิ้นส่วน, และกำจัดโซนที่เกิดจากการติดขัดที่สร้างจุดสีดำที่เสื่อมสภาพ
- ความทนทานต่อการลื่นและการขัด (ความสามารถในการใช้งาน) หลังจากชิ้นส่วนถูกผลิตแล้ว สารลดแรงติดที่เหลือบนผิวจะลดปัจจัยความติดและความเคลื่อนที่ ทำให้การเปิดกระเป๋าและการขนส่งง่ายขึ้น ลดการขีดข่วนบนส่วนภายในรถ และเพิ่มความทนทานต่อรอยขีดข่วนและรอยขีดบนพื้นผิวที่มีลาย
การทำงานสามประเภทนี้บ่อยครั้งจะสัมพันธ์กันอย่างต่อเนื่อง สารลดแรงตึงที่มีประสิทธิภาพในการลดความหนืดของวัสดุที่ละลายเป็นน้ำมันนั้นโดยความหมายแล้วเป็นสารที่มีความเข้ากันได้กับวัสดุหลักและด้วยเหตุนี้จึงไม่มีประสิทธิภาพในการสร้างหน้าผิวที่ช่วยให้วัสดุหลุดออกจากตัวเครื่อง น้ำมันล้างที่มีความชุ่มชื้นสูงจะสะสมตัวบนผิวเพื่อให้เกิดปัจจัยความแข็งแรงในระหว่างการใช้งานต่ำ แต่จะสะสมตัวขึ้นในขณะเก็บรักษาและอาจทำลายคุณภาพการพิมพ์ได้ ความสามารถในการพัฒนาเครื่องสำอางอยู่ที่การผสมผสานสองหรือสามสารเคมีให้เป็นหนึ่งเดียวกัน เพื่อให้แพ็คเกจรวมสามารถดูแลทุกความต้องการได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่มีสารเคมีใด ๆ ที่เหนือกว่าสารอื่น ๆ
เมื่อวัสดุ Masterbatch น้ำมันหล่อลื่นมีความสำคัญมากที่สุด
ไม่ใช่ทุกชิ้นส่วนที่ต้องมีแพ็คเกจสารล้างมัน ชนิดของผ้าโพลีเอทิลีนที่ไม่เติมสารอะโรมาติกโดยทั่วไปไม่มีคุณสมบัติดังกล่าว แอปพลิเคชันที่มัสดุลดแรงติดขัดช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างมากคือแอปพลิเคชันที่มีความติดขัดสูง, ความแตกหักรุนแรง, หรือโพลีเมอร์มีความลื่นที่ไม่ดี:
- สารประกอบโพลิโอลีฟนึ่งที่มีความหนาแน่นสูงและประกอบด้วยคาร์บอเนตแคลเซียม 50 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์, ทาลค หรือซัลเฟตบาเรียม, โดยความต้านทานระหว่างวัสดุเพิ่มสีและวัสดุเพิ่มสีและความต้านทานระหว่างวัสดุเพิ่มสีกับโลหะเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อรูปแบบแรงหมุน
- Rigid PVC, which has no melt strength margin and degrades rapidly if local shear heating pushes the melt above roughly 205 °C. PVC formulation is essentially an exercise in lubricant balancing.
- เทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรม เช่น PA6, PA66, PC, PBT และ POM ที่มีความหนืดของวัสดุในสภาพละลายสูงและอุณหภูมิการประมวลผลสูง ทำให้เกิดการติดและติดอยู่กับเครื่องจักรที่ร้อน
- Glass-fibre reinforced compounds, where the abrasive fibre ends scour barrel liners and lubricant films are the primary defence for screw element life.
- Recycled polyolefins and mixed post-consumer streams, where contamination, degraded chain ends and inconsistent melt flow index make processing windows narrow and unstable.
- Wood-plastic composites, where cellulose fibre absorbs lubricant and the required dose can be several times that of a mineral-filled compound.
ในช่วงนี้แนวโน้มค่อนข้างสม่ำเสมอ: การใช้สารละลายที่ถูกต้องตามสูตรช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต, ลดอุณหภูมิน้ำมันจาก 8 ถึง 20 องศาเซลเซียส, ลดความหน่วงของเครื่องยนต์จาก 8 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์, และยืดอายุการใช้เครื่องจักร – ทั้งหมดนี้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโรงสารหลัก มีเพียงเล็กน้อยของสารเสริมที่สามารถให้คุณสมบัติการเพิ่มกำไรในระดับต่ำถึงกลางด้วยค่าใช้จ่ายที่น้อย
การล้างสะอาดภายในและภายนอก: การอธิบายกลไก
ความแตกต่างระหว่างภายในและภายนอกเป็นรูปแบบทางจิตที่มีประโยชน์มากที่สุดในเทคโนโลยีของสารลดแข็ง และมันอยู่บนตัวแปรเดียว: ความเข้ากันได้ของสารลดแข็งกับวัสดุโพลีเมอร์ ซึ่งแสดงออกทางปฏิบัติผ่านการตรงกันของปัจจัยความละลายและความบวกของโมเลกุล สารลดแรงติดที่ภายในเป็นสารที่สามารถละลายบางส่วนและมีผลในภายในของวัสดุที่ไหล; สารลดแรงติดที่ภายนอกไม่สามารถละลายและมีผลอยู่ที่บริเวณของวัสดุที่ไหลและวัสดุเหล็ก แท้จริงแล้วปัญหาการประมวลผลที่มักถูกอ้างว่าเกิดจาก "น้ำมันล้างที่ไม่เหมาะสม" เป็นปัญหาในอัตราส่วนภายใน-ภายนอกที่ไม่เหมาะสม
วิธีการทำงานของการล้างสะอาดภายในที่ระดับโมเลกุล
สารลดแรงติดที่ใช้ภายในมีสถาปัตยกรรมโมเลกุลที่คล้ายพันธะของโพลีเมอร์ตัวแทนพอที่จะละลายไปในช่วงอะมอร์ฟ ในโพลิโอเลฟิน, เนื้อหานี้หมายถึงกลุ่มไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกที่ยาว; ใน PVC, เนื้อหานี้หมายถึงกลุ่มเอสเตอร์ที่มีความโพลาเร่อมากที่ยึดติดกับกลุ่มไขมัน เมื่อละลายแล้ว ลำดับโมเลกุลของสารลดแทงจะครอบคลุมพื้นที่ระหว่างกลุ่มของโมเลกุลของโพลีเมอร์ ทำให้มีความจุว่างเพิ่มขึ้นและลดจำนวนการอัดแน่นทางกายภาพต่อโมเลกุล ผลทางโมเลกุลคือการลดความหนืดที่ 0 และความหนืดที่แนบกับความแรงแปรผันที่ลดลงมากขึ้น
ลักษณะการลงน้ำมันภายในที่ดีในระบบการผสมเป็นสิ่งที่ชัดเจนอย่างไม่มีที่ติ แรงดันไฟฟ้าของเครื่องยนต์ลดลง อุณหภูมิของวัตถุดิบที่ตกในเครื่องฉีดจะลดลงบางครั้งอย่างมากเนื่องจากส่วนใหญ่ของการทำให้วัตถุดิบร้อนในเครื่องฉีดแบบสองแถวเกิดจากการสูญเสียความเย็นจากความคงตัวของวัตถุดิบมากกว่าการนำความร้อนจากอุปกรณ์ความร้อนในท่อ ความประหยัดพลังงานเฉพาะที่วัดเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัมของผลผลิตจะลดลงจากระดับฐานที่ 0.20 ถึง 0.28 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัมลงไปเป็น 0.16 ถึง 0.22 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม เนื่องจากความร้อนที่เกิดจากการระเหยมีความเชื่อมโยงกับความหนืดและความเร็วการเฉือนที่ยกกำลังสองเท่า ดังนั้น การลดความหนืด 15% จะส่งผลให้เกิดประโยชน์ความร้อนที่มากกว่าที่คาดไว้ในความเร็วของแปรงที่สูง
ข้อจำกัดของสารลดแรงติดที่ใช้ภายในก็ชัดเจนเช่นกัน เนื่องจากเป็นสารละลาย จึงอยู่ในส่วนผสมโดยไม่สร้างชั้นหนังสือบนโลหะ สารลูบริคที่ใช้เคมีภายในอย่างเดียวจะทำงานได้เย็นและง่าย แต่ยังคงติดกับพื้นผิวเครื่องยาง, ยังคงสร้างน้ำลาย, และยังคงแสดงการติดสีบนวงล้อเครื่องยาง
วิธีการทำงานของการล้างน้ำภายนอกที่พื้นที่สัมผัส
สารลดแรงติดที่ใช้ภายนอกถูกเลือกอย่างชัดเจนเนื่องจากเป็นสารที่ไม่เข้ากัน ในขณะที่ละลายและนำไปส่ง, ชนิดที่ไม่เข้ากันถูกขับออกจากส่วนใหญ่ด้วยการปฏิเสธทางธรรมชาติและด้วยแนวแรงกระแทก, ซึ่งสะเทือนชนิดเล็ก ๆ ที่มีความหนืดต่ำไปยังผนัง ภายในระยะ L/D ของการละลาย น้ำมันลูบไรซึ่งเป็นชั้นละเอียดและสม่ำเสมอ จะเคลือบผิวของท่อและลูกสูบ เนื่องจากภาพยนตร์นี้มีความหนืดต่ำกว่าผงละลายมาก จึงทำให้เกิดการลื่นผนัง: ผงละลายไม่ได้ปฏิบัติตามเงื่อนไขการไม่ลื่นของผนังแล้ว และความเร็วลื่นที่สามารถวัดได้ก็เกิดขึ้นที่สัมผัสผนัง
เครื่องตัดผนังเป็นเครื่องมือที่มีคมคู่ เนื้อสีดำช่วยลดแรงต้านทานที่เกิดขึ้นกับลูกบอล, ลดการสร้างความร้อนจากแรง摩ยึดที่ผนังท่อ, ชะลอการเกิดแผลหักจากการละลายของเนื้อสีดำที่จุดออกของตัวแท่ง, และป้องกันการยึดเกาะในพื้นที่ที่มีการถ่ายเทน้ำตาล แต่การลื่นผิวผนังที่มากเกินไปจะทำลายประสิทธิภาพการขนส่ง ในเครื่องอัดแบบมีสกรูเดียว, ผลผลิตขึ้นอยู่กับแรงขับเคลื่อนของสารไหล, ซึ่งขึ้นอยู่กับความติดของสารละลายกับท่อและการลื่นไหลของสกรู; หากสารละลายลื่นไหลทั้งสองอย่าง, ผลผลิตจะลดลงและเครื่องจะสั่นสะเทือน เรื่องนี้เป็นต้นเหตุทางกายภาพของอาการอ้วนเกินขนาดที่เป็นปัญหาในอดีต: ผู้ปฏิบัติงานเพิ่มสารลดแรงติดไฟมากขึ้นเพื่อแก้ปัญหาเกี่ยวกับแรงหมุน และเครื่องอัดขึ้นรูปเริ่มสั่นสะเทือนและลดความสามารถในการผลิต
จุดสมดุล และเหตุผลที่เป็นเอกสิทธิ์ของสูตร
PVC ที่แข็งแสดงความสมดุลได้อย่างชัดเจนเนื่องจากการออกแบบทั้งหมดถูกออกแบบรอบ ๆ PVC สเตอราต แคลเซียม มีความเป็นตัวลดแรงติดกันภายในอย่างแข็งแรง และมีพฤติกรรมในการช่วยเสริมความเสถียรและกระตุ้นการไหลของวัสดุ วัสดุซิลิโคนมีผลงานที่เกือบเป็นทางภายนอกอย่างเต็มที่ โดยชะลอการหลอมตัวและช่วยให้เหล็กหลุดออกมา วัสดุที่ประกอบด้วยวาซอลโพลีเอทิลีนที่ถูกทำให้เกิดการออกซิเดชั่นและวาซอลโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำอยู่ระหว่างกัน โดยระดับการออกซิเดชั่นกำหนดความเป็นลบและด้วยเหตุนี้ก็เป็นอัตราส่วนภายในและภายนอก การผลิตท่อ PVC ที่แข็งแรงมากจะทำให้เกิดการเผาไหม้และเปลี่ยนเป็นสีเหลืองก่อนเวลา; ท่อที่เผาไหม้ช้ากว่านี้จะมีส่วนที่ไม่เผาไหม้ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลัก ทำให้ท่อแข็งและหักเมื่อทดสอบการตกกระแทก ชุดสารลดแรงติดขัดกำหนดเวลาเผาไหม้ และเวลาเผาไหม้ถูกวัดโดยตรงบนเครื่องทดสอบแรงหมุน
| Characteristic | Internal Lubricant | External Lubricant |
|---|---|---|
| Compatibility with matrix | Partially soluble; matched solubility parameter | Insoluble; mismatched polarity by design |
| Primary site of action | Bulk melt, between polymer chains | Melt-to-metal interface, boundary film |
| Effect on melt viscosity | Reduces significantly, 10–30 percent typical | Little change in bulk viscosity |
| Effect on wall slip | Minimal | Strong; introduces measurable slip velocity |
| Effect on fusion time (PVC) | Shortens fusion, promotes gelation | Delays fusion, reduces early shear |
| Effect on melt temperature | Lowers by 8–20 °C via reduced dissipation | Lowers modestly, 3–8 °C, via reduced wall friction |
| Risk of overdose | Loss of mechanical strength, plasticising effect | Screw slippage, surging, plate-out, blooming |
| Typical chemistries | Glycerol monostearate, fatty acid esters, calcium stearate, low-MW PE wax | Paraffin wax, oxidised PE wax, EBS, metal soaps, silicone, fluoropolymer PPA |
| Effect on printability and sealing | Generally neutral | Can degrade markedly if migratory |
การเปรียบเทียบเคมีของสารลดแรงติด: วานาไดด์, อิมิด, สเตอราต, ซิลิโคน และ PPA
มีประมาณ 6 ประเภทเคมีที่สร้างความผันผวนของสารป้องกันการกัดกร่อนในสารผสมหลักของสารลดแรงติด (lubricant masterbatch) และแต่ละประเภทมีตำแหน่งที่แตกต่างกันบนแนวระหว่างภายในและภายนอก, แนวความทนทานต่อความร้อน, และแนวการเคลื่อนย้าย การเลือกอย่างถูกต้องต้องตรงกันทั้งสาม อย่างเป็นไปได้ คือ ความเข้ากันของโพลีเมอร์หลัก, อุณหภูมิการประมวลผล และ ความต้องการการใช้งาน
วัสดุซิลิโคนโพลีเอทิลีนและวัสดุซิลิโคนโพลีเอทิลีนที่ถูกทำลายด้วยออกซิเจน
วัสดุซิลิโคนโพลีเอทิลีนมีน้ำหนักต่ำ มีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 1,000 ถึง 5,000 กรัมต่อโมเลกุล และมีค่าอุณหภูมิละลายจาก 100 ถึง 130 องศาเซลเซียส เป็นวัสดุลดแรงติดขัดประเภททั่วไปที่ใช้มากที่สุดในการผลิตวัสดุที่ทำจากโพลีออลีฟีนและวัสดุที่เติมสารอื่น ๆ วัสดุซิลิโคน PE ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเป็นวัสดุที่ไม่มีชีวิตและมีพฤติกรรมเป็นตัวลดแรงติด เช่นเดียวกับตัวลดแรงติดภายนอกในระบบที่มีชีวิต เช่น PVC และวัสดุเทคโนโลยี แต่เป็นตัวลดแรงติดภายในในโพลิโอลีฟีน ซึ่งสามารถใช้ร่วมกันได้ วัสดุซิลิโคน PE ที่ถูกทำลายมีความสามารถในการแทนที่กลุ่มคาร์บอกซิลและคาร์บอนิล ซึ่งมีค่าความเป็นกรดอยู่ในช่วง 15 ถึง 30 มก. KOH/กก. ซึ่งทำให้เกิดความเป็นโพลาร์สูงขึ้น, ช่วยให้สีและวัสดุผสมเข้ากับวัสดุได้ดีขึ้น, และทำให้การลดแรงตึงเครียดภายใน PVC สูงขึ้น
วัสดุซิลิโคน PE มีคุณค่าสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตมาสเตอร์แบทช์ฟิลเลอร์ มาสเตอร์บัชช์คาร์บอเนตแคลเซียมที่มีความหนา 75 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ไม่สามารถผสมได้ด้วยอัตราการผลิตที่เหมาะสมโดยไม่มีแพ็คเกจวาซที่ปกคลุมพื้นผิวของแร่ธาตุ ลดความหนืดที่มีผลจริงของวัสดุที่เติมเต็มมาก และป้องกันการขัดถลอกของวัสดุที่เติม การเพิ่มสารกึ่งสีปกติในมาสเตอร์แบทช์สำหรับเติมสีคือ 1 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักมาสเตอร์แบทช์ทั้งหมด โดยในกรณีของสีที่มีความละเอียดสูงและพื้นที่ผิวเฉพาะสูง อาจเพิ่มมากกว่านี้
อิมิดของกรดไขมัน: erucamide, oleamide, stearamide และ EBS
อิมิดของกรดไขมันเป็นตัวลดแรงติดที่ใช้ในการผลิตฟิล์มเป็นหลัก Erucamide เป็นอิมิด C22 ที่มีค่าตัวแทนประมาณ 78 ถึง 82 องศาเซลเซียส เป็นวัสดุหลักสำหรับผ้าโพลีเอทิลีนเนื่องจากซีกที่ยาวทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายอย่างช้าและควบคุมได้ และมีค่าระดับแรงต้านแรงขับที่ต่ำอย่างต่อเนื่อง Oleamide, อนาล็อก C18, ขยับเร็วกว่าและทำให้ COF ลดลงเร็วขึ้น แต่มีความไวและเป็นสาเหตุของการเกิดสีบวมมากขึ้น Stearamide เป็นสารที่ถูกต้องและมีความทนทานต่อความร้อนมากกว่า แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในฐานะตัวเพิ่มความลื่น
Ethylene bis-stearamide (EBS) มีความแตกต่างทางเคมีและเป็นอิมิดที่มีความหลากหลายทางการใช้งานมากที่สุดในครอบครัวนี้ EBS มีอุณหภูมิสูงละลายอยู่ระหว่าง 140 ถึง 145 °C และความเสถียรทางความร้อนอยู่เหนือ 300 °C ดังนั้น EBS จึงมีความเสถียรพอสมควรสำหรับการผลิตโพลีเอมิเนท, โพลีคาร์บอเนต และ PBT สำคัญอย่างยิ่งคือ EBS ไม่มีการเคลื่อนย้ายอย่างมากในอุณหภูมิปกติ ดังนั้นจึงไม่เกิดการบวม ไม่ทำให้การเคลือบชั้นป้องกันไฟฟ้าสถิตเสื่อมสภาพ และไม่ทำให้ความแข็งแรงของการซิลค์แน่นลดลง ให้ผลในการปลดรอยพิมพ์, ปลดรอยโลหะ, ช่วยกระจายสี, และมีผลลดแรงติดขัดภายในเล็กน้อย สำหรับเครื่องผสมสารเคมีที่ใช้ในงานวิศวกรรม, EBS ที่ 0.2 ถึง 0.8 phr เป็นตัวเลือกที่ใช้เป็นค่าเริ่มต้นมักจะใช้
สเตอราต แมงกานีส: แคลเซียม, ซิงค์, แมกนีเซียม และ บาเรียม
สบู่เหล็กผสมกันระหว่างการลดแรงติดและฟังก์ชันเสริมที่ทำให้มันเป็นสิ่งจำเป็นในระบบเฉพาะ สเตอราต แคลเซียมเป็นสารที่พบมากที่สุด: ใช้เป็นสารลดแรงตึงเคลือบภายใน, สารดูดซับสารกัดกร่อนที่ทำให้สารปฏิกิริยาในโพลิโอลีฟีนละลาย, และเป็นสารเสริมความเสถียรใน PVC สเตอราต ซิงค์มีความเข้มข้นภายนอกมากกว่าและใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารปลดทับและช่วยป้องกันการติดขัด แต่ในกรณีของ PVC จะต้องใช้อย่างระมัดระวังเนื่องจากคลอไรด์ซิงค์ที่เกิดขึ้นในระหว่างการย่อยสลายเป็นตัวเร่งที่มีประสิทธิภาพในการทำให้ซิงค์เกิดการเผาไหม้ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสีอย่างรุนแรง สเตอราร์มแมกนีเซียมมีความชุบเหมือนกัน แต่มีความเสถียรทางสีที่ดีกว่า สบู่บารีเอมและสบู่ลอยด์ถูกแทนที่โดยระบบแคลเซียม-ซิงค์และออร์แกนิทินอย่างมากเนื่องจากข้อกำหนด RoHS, REACH และข้อจำกัดของโลหะหนักในระดับภูมิภาค
สเตอราต สเตอรีนในรูปแบบเมสเตอร์แบทช์ มีปริมาณการใส่สารประกอบ 10 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์โดยทั่วไป เนื่องจากผงสเตอราต์มีความหนาแน่นที่ต่ำมาก, มักต่ำกว่า 200 กก./ม.³, จึงไม่สามารถใส่เข้าไปในช่องหลักของเครื่องบดสองลูกกลิ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการใส่ผงผ่านทางอุปกรณ์ใส่ข้างเครื่องด้วยเครื่องบดสองลูกกลิ้งจึงเป็นทางออกที่นิยม และทาง Kerke มีตัวเลือกอุปกรณ์ใส่ข้างเครื่องและอุปกรณ์บดสองลูกกลิ้งสำหรับชนิดของผงที่มีความหนาแน่นต่ำ
สิลิโคน: น้ำมัน, กรด และมาสเตอร์แบทช์สิลิโคน
พอลิดิมิทิลซิลิโคนระดับมอลเลกุลสูงสุด (Ultra-high-molecular-weight polydimethylsiloxane) ซึ่งจำหน่ายเป็นผงสำเร็จรูป (masterbatch) ระดับ 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ บนพื้นฐานของโพลิโอลีฟีน หรือวัสดุเทคโนโลยีอื่น ๆ มีตำแหน่งที่โดดเด่นอย่างไม่มีใครเทียบ ต่างจากสารไลโคเนนที่เคลื่อนย้ายได้ง่ายและสร้างปัญหาเกี่ยวกับการติดเชื้อในกระบวนการพ่นสีและพิมพ์ การใช้กาวซิลิโคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะคงอยู่ในวัตถุหลักเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่ยังให้การลดปัจจัยความเงาในการสัมผัสผิวได้อย่างมาก โดยลดจาก 0.50 ไปเป็น 0.15 หรือต่ำกว่า และมีความทนทานต่อการขีดข่วน ความขุ่น และความทนทานต่อรอยขีดข่วนได้อย่างยอดเยี่ยม
มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคนเป็นสารลดแรงติดที่เหมาะสำหรับส่วนประกอบภายในรถยนต์, การปิดท่อสายเคเบิลที่ต้องสามารถดึงผ่านท่อได้ง่าย, เกียร์และแหวน POM และ PA ที่มีความเสียหายสูง, และท่อสำหรับการแพทย์ที่ต้องการแรงดันน้อยในการใส่ นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความไหลของสารผสมที่มีความหนาแน่นสูงและผสมด้วยแก้ว และสามารถลดแรงดันการฉีดได้ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ในระดับ masterbatch 2 ถึง 4 เปอร์เซ็นต์ ค่าใช้จ่ายของมันอยู่ระหว่างระดับสูงถึงระดับสูงสุด ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้ในที่ที่ประสิทธิภาพมากพอที่จะยอมรับมันมากกว่าการใช้เป็นตัวช่วยการไหลทั่วไป
สารช่วยการประมวลผลของฟลูออโรพอลิเมอร์ (PPA)
PPA เป็นกรณีพิเศษที่ควรได้รับการรักษาเฉพาะเนื่องจากไม่ใช่สารลดแรงติดที่มีความหมายตามความหมายที่เป็นไปได้ในทางปกติ เครื่องมือช่วยการประมวลผลของฟลูออร์โพลีเมอร์ ซึ่งเป็นฟลูออร์เอลาสโตเมอร์เช่นคอมโพสิตไวนิลไดนี้น-เฮกซาไฟลูโรโพรพิลีนที่ให้อยู่ในปริมาณ 2 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์บนพื้นฐานของโพลิโอเลฟีน ช่วยทำหน้าที่ในการเคลือบพื้นผิวของเครื่องขึ้นรูปด้วยชั้นฟลูออร์โพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น เนื่องจากโพลีเอทิลีนมีความติดแน่นที่แย่มากต่อฟลูออร์โพลีเมอร์ ดังนั้น น้ำแข็งจะลื่นออกจากผนังเครื่องขึ้นรูปแทนที่จะเกิดการสะท้อนความติดและความลื่นซึ่งจะทำให้เกิดการแตกของน้ำแข็งแบบสายปลาซึ่งเป็นสาเหตุของการแตกของน้ำแข็งแบบสายปลา
PPA ไม่เปลี่ยนความหนืดของวัสดุที่ละลายเป็นก้อนอย่างมีนัยสำคัญ, ไม่ลดแรงหมุนของเครื่องยนต์, และไม่ลดความชุบของสกรู สิ่งที่ทำได้คือการอนุญาตให้สายฟิล์มโพลีเอทิลีนต่ำความหนาแบบเส้นตรงทำงานได้ที่ความเร็วการแยกสูง 2 ถึง 3 เท่า ก่อนที่จะเกิดการแตกของวัสดุที่ละลาย การลดปัญหาการสะสมของตัวแท่ง การลดปัญหาการเกิดความผิดพลาดในสายแท่ง และการลดระยะเวลาการเปลี่ยนสี ความเข้มข้นที่มีผลเป็นพิเศษต่ำมาก: 300 ถึง 800 ppm ของฟลูออร์โพลีเมอร์ที่มีผลในสารประกอบสุดท้าย ซึ่งเท่ากับประมาณ 1 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ของการละลายของเมสเตอร์แบช 4 เปอร์เซ็นต์ เวลาในการปรับสภาพ - ระยะเวลาในการที่ฟลูออร์โพลีเมอร์จะเคลือบชิ้นยึด - โดยทั่วไปจะใช้เวลา 30 ถึง 90 นาทีในช่วงเริ่มต้น ควรทราบว่าเคมีของฟลูโรโพลีเมอร์บางชนิดกำลังประสบการสำรวจทางกฎหมายอย่างเพิ่มขึ้นตาม REACH และแผนกิจกรรมของประเทศต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับสารพี-และพอลิฟลูออโรลกไฮดรอกซิล และหลายผู้ผลิตปัจจุบันจึงนำเสนอเครื่องมือช่วยในการประมวลผลของโพลีเมอร์ที่ไม่มีฟลูออโรลก โดยใช้เคมีของพีเอลีทีเรนไกลโคล์หรือคอปอลิเมอร์บล็อกอะคริลาที่เป็นตัวแทน
| Lubricant Type | Melting Point / Stability | Internal / External Balance | Typical Dose (phr) | Best Suited To | Relative Cost |
|---|---|---|---|---|---|
| Paraffin wax | 50–70 °C; stable to ~230 °C | Strongly external | 0.2–1.0 | Rigid PVC pipe and profile, fusion delay | Low |
| PE wax (non-polar) | 100–130 °C; stable to ~280 °C | External in PVC, internal in polyolefin | 0.3–2.0 | Filler masterbatch, colour masterbatch, PVC | Low |
| Oxidised PE wax | 105–125 °C; acid value 15–30 | Balanced, leans internal in PVC | 0.2–1.5 | Pigment wetting, PVC, high-filler systems | Low–Medium |
| Erucamide (C22) | 78–82 °C; volatile above 250 °C | External, strongly migratory | 0.05–0.30 | PE and PP film slip, bag opening | Medium |
| Oleamide (C18) | 68–75 °C; volatile above 230 °C | External, fast migration | 0.05–0.25 | Fast COF development, thin film | Medium |
| EBS (bis-stearamide) | 140–145 °C; stable above 300 °C | Balanced, non-migrating | 0.2–0.8 | PA, PC, PBT, ABS, printable film | Medium |
| Calcium stearate | 145–155 °C; stable to ~300 °C | Internal, plus acid scavenging | 0.1–1.0 | PVC, polyolefin catalyst neutralisation | Low |
| Zinc stearate | 120–130 °C | External, mould release | 0.1–0.6 | Polyolefin, ABS; caution in PVC | Low |
| Silicone gum masterbatch | Stable above 300 °C | External, low migration | 1.0–4.0 (as masterbatch) | Wear parts, cable jacket, automotive interior | High |
| Fluoropolymer PPA | Stable above 300 °C | Die-interface only | 0.03–0.08 active | LLDPE and mLLDPE film, melt fracture | Premium |
| Glycerol monostearate | 58–65 °C | Internal, also antistatic | 0.3–1.5 | PVC, PS, antistatic dual function | Low–Medium |
การเลือกและออกแบบความเข้มข้นของสารเคลือบ
ระบบขนส่งไม่ใช่บรรจุภัณฑ์ที่ไม่มีผลต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมันกำหนดว่ามาสเตอร์แบทช์จะผสมเข้ากับกระบวนการของลูกค้าได้หรือไม่, ว่าสารประกอบจะอยู่รอดในกระบวนการผสมหรือไม่, และว่ามาสเตอร์แบทช์จะนำความไม่เข้ากันของวัสดุเข้าสู่ชิ้นงานที่ผลิตออกมาได้หรือไม่ กฎที่กำหนดคือ ผู้ขนส่งต้องเป็นตัวเดียวกันหรือสามารถผสมเข้ากับโพลีเมอร์หลักของสารประกอบสุดท้ายได้อย่างสมบูรณ์ – และอัตราการไหลของวัสดุที่ละลายต้องตรงกับกระบวนการที่จะใช้ในการผลิต
การตรวจสอบค่า Melt flow index
การล้มเหลวที่พบบ่อยคือการผลิตมาสเตอร์แบชช์น้ำมันกันสนิมบนพื้นฐานที่มีความไหลของวัสดุที่ละลายสูงมาก - เช่น พีโพรพิลีน 40 กรัม/10 นาที - และปล่อยลงไปในพีโพรพิลีนสำหรับท่อที่มีความไหลที่ละลาย 2 กรัม/10 นาที ความไม่ตรงกันของความหนืดสูงมากจนกระบวนการผสมผสานของสารหลักจะเกิดการแยกตัวอย่างเชิงแนวที่เป็นไปได้และไม่เคยกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ จึงทำให้เกิดสายสีของวัสดุที่มีความชุ่มชื้นมากและน้อยเกินไป วิธีทั่วไปคือควรคงค่าของ MFI ของตัวนำอยู่ภายในปัจจัยประมาณ 3 ถึง 5 ของ MFI ของสารพื้นฐาน โดยทดสอบในสภาวะเดียวกันตามมาตรฐาน ISO 1133 สำหรับการปล่อยในการฉีดขึ้นรูป ค่า MFI ของตัวนำที่สูงขึ้นเล็กน้อยก็ยังถูกต้องและยังเป็นประโยชน์อีกด้วย; สำหรับการฉีดขึ้นรูปผ้าและการฉีดขึ้นรูปท่อ ความเหมาะสมที่ใกล้เคียงกันเป็นสิ่งจำเป็น
ผู้ให้บริการทั่วไปและผู้ให้บริการเฉพาะ
พีลีทีลีนต่ำความหนาและคอปอลิเมอร์เอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวนำที่สามารถใช้ได้ทั่วไปเนื่องจากค่าประมาณการละลายที่ต่ำทำให้สามารถผสมสารเสริมได้ในอุณหภูมิที่ต่ำ และความเข้ากันได้ที่กว้างทำให้สามารถใช้ได้ใน PE, PP และบางชนิดของสเตรีน อย่างไรก็ตาม, การใช้ตัวนำ PE ในส่วนที่ทำจากโพลีโพรพิลีนจะลดความชัดเจน, สามารถสร้างความเข้มข้นคล้ายเจลในชั้นละเอียด, และลดความแข็งแรงเล็กน้อย ในการใช้งานที่มีความซับซ้อนมาก, สายพานที่ใช้เฉพาะเจาะจงมีความสำคัญต่อความซับซ้อนของสินค้าที่เก็บรักษา: สายพาน PP โฮโมโพลีเมอร์สำหรับสาร PP, สายพาน PA6 สำหรับโพลีเอสเตอร์, PBT สำหรับ PBT, และสายพานที่เข้ากันได้กับเอบอกซิลหรือโพลีเอทิลีนคลอไรด์สำหรับ PVC ที่แข็ง
สำหรับพลาสติกที่ใช้ในงานวิศวกรรม การเลือกตัวนำก็ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการประกอบ สารโพลีเอมิไนด์ที่ได้รับการประมวลผลที่อุณหภูมิ 260 ถึง 280 °C ไม่สามารถใช้เมาสเตอร์แบชช์ที่มีส่วนผสมของ PE ได้โดยไม่ส่งผลให้เกิดจุดบกพร่องที่เห็นได้ชัดและลดความแข็งแรงของเส้นรอยแปะ EBS ที่ใช้กับ PA6 หรือคาร์เรอร์คอปอลิไมด์ที่มีความละลายต่ำเป็นการสร้างที่ถูกต้อง
การสร้างแบบติดด้วยวาซและไม่มีตัวนำ
แนวทางที่สามใช้สารลดแรงติดที่เป็นตัวยึดตัวเอง การบดสารลดแรงติดขัดที่มีความเข้มข้นสูงที่ 60 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของสารที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งถูกรวมกันด้วยส่วนเล็ก ๆ ของวาซะ PE และถูกบดเป็นเม็ดบนระบบหน้าตัดที่ทำการบดในน้ำหรือระบบทำความเย็นด้วยอากาศ จะลดความสัมพันธ์ของสารพื้นฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้เมื่อไม่สามารถใช้โพลีเมอร์จากประเทศอื่นได้ — เช่น ในโพลีคาร์บอเนตประเภทสำหรับการใช้งานทางออปติคอล หรือในโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่สามารถรีไซเคิลได้ด้วยโพลีเมอร์เดียว การผลิตพวกเขาต้องใช้การจัดการความร้อนอย่างระมัดระวังอย่างมากในแนวผลิตเพราะวัสดุมีความแข็งแรงในสภาพละลายที่น้อยมาก
| Target Base Polymer | Recommended Carrier | Carrier MFI Guide | Preferred Active | Compounding Melt Temp |
|---|---|---|---|---|
| LDPE / LLDPE film | LDPE or LLDPE | 2–8 g/10 min | Erucamide, PPA, PE wax | 150–185 °C |
| PP homopolymer / copolymer | PP homopolymer | 8–35 g/10 min | Erucamide, EBS, Ca stearate | 180–215 °C |
| Rigid PVC | Acrylic processing aid or CPE | Not MFI rated | Paraffin, oxidised PE wax, Ca stearate | 165–185 °C |
| PA6 / PA66 | PA6 or copolyamide | Viscosity-number matched | EBS, montan ester, silicone gum | 240–270 °C |
| PC / PC-ABS | PC or SAN | Matched to base | Pentaerythritol tetrastearate, EBS | 250–275 °C |
| POM | POM copolymer | Matched to base | Silicone gum, PTFE micropowder | 185–200 °C |
| TPU / TPE cable jacket | TPU or EVA | Shore-matched | Silicone gum, EBS, montan wax | 175–200 °C |
| Wood-plastic composite | HDPE or PP | 0.5–4 g/10 min | Zinc stearate plus oxidised PE wax blend | 160–185 °C |
ขนาดหน่วยบรรทัดใน phr และค่าความต้านทานแรงขัด (Coefficient of Friction) ที่ตั้งไว้
การกำหนดขนาดของสารหล่อลื่นเป็นจุดที่โปรแกรมการผลิตมาสเตอร์แบทช์สารหล่อลื่นประสบความสำเร็จหรือล้มเหลวมากที่สุด และคำตอบที่ถูกต้องจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของสารหล่อลื่นที่มีอยู่จริง และไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ของมาสเตอร์แบทช์ การใช้พร้อมกับแรงกดจะทำให้ผู้พัฒนาระบบต้องคำนึงถึงความเข้มข้นของเม็ดสีหลัก และป้องกันการผิดพลาดที่เป็นปัญหาในอดีตคือการเปลี่ยนจากเม็ดสีที่มีความเข้มข้น 10% เป็นเม็ดสีที่มีความเข้มข้น 20% โดยคงอัตราส่วนการปล่อยไว้เท่าเดิม ทำให้อัตราดูดที่สูงขึ้นสองเท่า
อ่านกราฟค่าความติดขัด
ค่าความติดไฟถ่วงดุลถูกวัดด้วยวิธีการของรถลากที่อธิบายใน ASTM D1894 และรุ่นที่เทียบเท่าของ ISO โดยรายงานค่าความติดไฟถ่วงทั้งค่าต่อเนื่อง (static COF) ซึ่งเป็นแรงที่จำเป็นในการเริ่มเคลื่อนไหว และค่าต่อเนื่อง (kinetic COF) ซึ่งเป็นแรงที่จำเป็นในการยืนยันการเคลื่อนไหว กระดาษพลาสติกโพลีเอทิลีนที่ไม่ได้รับการบำบัดจะแสดงค่าความต้านทานอัตโนมัติระหว่าง 0.45 ถึง 0.80 ซึ่งสูงพอที่จะไม่ทำให้ถุงเปิดขึ้นบนเครื่องบรรจุถุงอัตโนมัติ การเพิ่ม erucamide ทำให้เกิดกราฟความสัมพันธ์ของขนาดที่เป็นเอกลักษณ์: COF ลดลงอย่างรวดเร็วระหว่าง 0.05 ถึง 0.12 phr แล้วลดลงเป็นแนวเส้นที่เรียบร้อยระหว่าง 0.15 ถึง 0.20 phr ซึ่งการเพิ่มมากขึ้นต่อไปจะไม่ได้ผลประโยชน์ใด ๆ แต่จะยังคงเพิ่มปัญหาเกี่ยวกับการบวมและความมืด และการเสื่อมสภาพของยาง
การเข้าใจภูมิประเทศนี้มีความสำคัญทางการค้า หลายเครื่องแปลงข้อมูลมีอัตราโอเวอร์โดสสูงถึง 2 เท่า เนื่องจากไม่เคยแปลงค่าแนวกราฟ การทำการทดสอบลำดับง่ายๆ ที่ 0.04, 0.08, 0.12, 0.16 และ 0.20 phr โดยวัดค่า COF หลังจาก 24 ชั่วโมง, 72 ชั่วโมง และ 7 วันการอายุที่อุณหภูมิควบคุม จะช่วยระบุจุดที่ค่า COF ลดลง และโดยทั่วไปจะทำให้สามารถลดปริมาณการใช้สารลดแรงติดขัดได้ 30 ถึง 50% โดยไม่ทำให้ลดประสิทธิภาพ
ความเกี่ยวข้องกับเวลาและผลการเสื่อมสภาพ
สารกระตุ้นการเคลื่อนย้ายไม่มีผลทันที อิมิดจะต้องขยายตัวจากส่วนประกอบหลักไปยังผิว และความเร็วขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเป็นกระจายของโพลีเมอร์ ความหนาแน่นของผิว และความมีอยู่ของสารเสริมที่แข่งขันกัน Erucamide ในแผ่น LLDPE จะลดค่า COF ประมาณ 60% ของปริมาณที่ต้องการภายใน 24 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 23 องศาเซลเซียส, ลดไปถึง 85% ภายใน 72 ชั่วโมง และเข้าสู่ระดับความสมดุลในช่วง 5 ถึง 10 วัน อุณหภูมิการเก็บรักษาที่สูงขึ้นจะทำให้กระบวนการนี้เร็วขึ้น; หลอดที่เก็บรักษาในอุณหภูมิสูงอาจเกิดการลื่นเกินไปและทำให้เกิดการขยายตัว ด้วยเหตุนี้ การบรรจุเทปไว้อย่างแน่นและเก็บในที่เย็นอาจทำให้เทปไม่ผ่านการทดสอบ COF ที่จะผ่านได้ในสัปดาห์ถัดไป ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการขัดแย้งกับผู้ผลิตได้บ่อยครั้ง
เรื่องการแข่งขันก็สำคัญเช่นกัน สารป้องกันการติดกาว เช่น แมงกานีสแข็ง, ไซลิกาเทียม และทาลค จะดูดซับสารป้องกันการติดกาวแบบอิมิด (amide slip agents) บนพื้นผิวที่มีพื้นที่สูง การผลิตฟิล์มที่มีสารป้องกันการติดกาวจากสารกึ่งสังเคราะห์ (natural silica anti-block) ระหว่าง 2,000 ถึง 5,000 ppm จะต้องใช้ erucamide มากกว่าฟิล์มที่ไม่เติมสารป้องกันการติดกาว (control) เพื่อให้ได้ค่า COF ที่เท่ากัน และการดูดซึมจะสูงกว่าสำหรับสารกึ่งสังเคราะห์ที่มีความจุต่ำ (diamataceous grades) เมื่อเทียบกับสารกึ่งสังเคราะห์ที่มีผิวถูกทำให้เรียบ (precipitated silica with treated surfaces)
| Application | Active Lubricant | Active Dose (phr) | Masterbatch Let-Down | Target Kinetic COF | Primary Benefit |
|---|---|---|---|---|---|
| LLDPE blown film, bagging | Erucamide | 0.08–0.15 | 1.5–3.0 % of 5 % MB | 0.15–0.25 | Bag opening, winding control |
| BOPP printable film | EBS plus low erucamide | 0.10–0.25 | 1.0–2.5 % of 10 % MB | 0.25–0.35 | Slip without ink adhesion loss |
| 80 % CaCO3 filler masterbatch | PE wax plus stearic acid | 1.0–3.0 (on filler) | Built in, not let down | Not applicable | Throughput, filler wetting |
| Rigid PVC pipe | Paraffin + oxidised PE wax + Ca stearate | 0.8–1.6 total | Dry-blend dosed | Not applicable | Fusion control, no plate-out |
| 30 % glass PA66 | EBS or montan ester | 0.3–0.7 | 1.5–3.5 % of 20 % MB | Not applicable | Mould release, screw wear |
| POM gears and bearings | Silicone gum | 0.8–2.0 active | 2.0–4.0 % of 50 % MB | 0.08–0.18 | Wear rate, noise, torque |
| mLLDPE stretch film | Fluoropolymer PPA | 0.03–0.08 | 1.0–2.0 % of 4 % MB | Unchanged | Melt fracture elimination |
| WPC decking | Zinc stearate + oxidised wax | 3.0–6.0 | 4.0–8.0 % of 60 % MB | Not applicable | Die pressure, surface finish |
การลดการสึกหรอ: มomen,พลังงานเฉพาะ และอายุของลูกปืนและท่อ
การลดการสึกหรอเป็นประโยชน์ที่น้อยที่สุด แต่เป็นประโยชน์ที่สำคัญทางการเงินมากที่สุดของผงหล่อลื่นที่ถูกออกแบบอย่างถูกต้อง เนื่องจากการเปลี่ยนหม้อและแท่งเป็นกิจกรรมที่มีค่าใช้จ่ายสูงและยังทำให้การผลิตหยุดชะงักเป็นเวลาหลายวันอีกด้วย เครื่องมือนี้เป็นเรื่องง่าย: ความเสียหายของวัสดุในเครื่องฉีดพลาสติกขึ้นอยู่กับแรงดันติดต่อ, ความเร็วการเคลื่อนที่, อุณหภูมิ, และความแข็งของวัสดุ, และการล้างทำให้สามตัวแปรจากสี่ตัวแปรดังกล่าวลดลงได้ในเวลาเดียวกัน
สามระบบการสวมใส่ในเครื่องอัดผสม
การสึกหรอจากการขัดถลอกเป็นปัญหาที่สำคัญในสารผสมและสารแข็ง ก้อนของแข็ง — สิ่งที่เป็นปลายใยแก้วที่มีความแข็งตามมาตรา Mohs ประมาณ 6, กาลอยที่ถูกเผา, สารปนเปื้อนของควอตซ์ในทาลก, ไททาเนียมไดออกไซด์, และไททาเนียมไฮโดรไซด์ — จะถูกเคลื่อนย้ายไปตามพื้นที่ของแผ่นลำเลียงและชั้นลำเลียงในขณะที่อยู่ภายใต้แรงดันสูง การผ่านแต่ละครั้งจะถอดออกส่วนผสมของโลหะที่มีขนาดไมโครสเคลียร์ ในกรณีที่ใช้โพลีเอมิไนด์ที่มีส่วนผสมแก้วสูงและไม่มีการลดแรงติดขัด, การสึกหรอของล้อขับเคลื่อนในระหว่างการบินและการลงจอดจะมีความหนา 0.1 ถึง 0.2 มม. ต่อ 3,000 ชั่วโมง ซึ่งไม่ใช่เรื่องที่น่าผิดหวัง; ด้วยการสร้างชั้นลิขสิทธิ์ลดแรงติดขัดที่ถูกออกแบบอย่างเหมาะสม, ส่วนผสมเดียวกันสามารถใช้งานได้นานกว่าที่เคยถึงสองถึงสามเท่าโดยความช่องว่างแนวตั้งจะไม่เกินค่าสูงสุดที่ทำให้เกิดการสูญเสียผลผลิตและปัญหาในคุณภาพของวัสดุที่ละลาย
การสึกหรอด้วยการยึดเกาะเกิดขึ้นเมื่อโพลีเมอร์ติดกับโลหะ, ความแข็งตัว หรือเสื่อมสภาพแล้วถูกถอดออกไปพร้อมกับโลหะ นี่คือเครื่องมือที่ทำให้เกิดการกัดบนเหล็กกัดที่บางครั้งพบบนล็อค PVC สารลดแรงติดที่ใช้ภายนอกช่วยป้องกันการติดแน่นแรก ๆ ซึ่งเป็นเหตุผลที่วาฟวอเตอร์ไซด์ยังคงไม่มีสิ่งแทนได้แม้จะมีตัวเลือกอื่น ๆ มาแทนมานานหลายทศวรรษ
การสึกหรอจากการกัดกร่อนเกิดจากผลผลิตที่มีความเป็นกรด ได้แก่ คลอรีนไฮโดรเจนจาก PVC, น้ำมันเชื่อมจาก EVA, และกรดจากตัวเร่งปฏิกิริยาในโพลิโอลีฟีน สเตอราต แมงกานีสที่มีฤทธิ์ในการกำจัดกรด โดยเฉพาะสเตอราต แมงกานีสแคลเซียม ช่วยลดการกัดกร่อนโดยตรงโดยทำให้กรดกลายเป็นกลางก่อนที่จะไปถึงเหล็ก ท่อที่มีการนิตรไดรฟ์ไม่สามารถต้านทานปัญหานี้ได้ดี; สายรัดสองวัสดุที่มีผิวปกคลุมด้วยนิกเกิล-โครเมียม-โบรอนสามารถต้านทานปัญหานี้ได้ดี และ Kerke ระบุสายรัดสองวัสดุเป็นมาตรฐานบนเครื่อง KTE-ซีรี่ส์ที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับงานที่ใช้สารฟิลเลอร์ที่มีฮาล็อกหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน
การคำนวณความแรงหมุนและประโยชน์ด้านพลังงาน
การใช้พลังงานเฉพาะเป็นมาตรการที่ดีที่สุดในการวัดประสิทธิภาพของสารลดแรงติดของเครื่องปั่นน้ำมันบนเครื่องปั่นน้ำมัน มันถูกคำนวณโดยนำกำลังเครื่องยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าเป็นกิโลวัตต์, ลบความสูญเสียเมื่อเครื่องไม่ทำงาน และหารด้วยกำลังออกเป็นกิโลกรัมต่อชั่วโมง การใช้เมาสเตอร์แบทช์ที่ประกอบด้วยแร่กากคาร์บอเนต 70% แบบปกติบนเครื่องอัดรีดสองแถวหมุนรอบกันแบบ KTE โดยไม่มีแพคเกจวาฬที่ได้รับการปรับปรุงอาจใช้พลังงาน 0.24 ถึง 0.30 kWh/kg ด้วยแพ็คเกจที่ได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูง การผลิตด้วยสูตรเดียวกันจะใช้พลังงานประมาณ 0.17 ถึง 0.21 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม และเนื่องจากเครื่องมีขีดความเร็วที่จำกัดด้วยแรงหมุนแทนที่จะจำกัดด้วยความร้อน จึงทำให้แรงหมุนที่ปลดล็อกสามารถเปลี่ยนเป็นผลผลิตที่เพิ่มขึ้น 12 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ได้ในความเร็วของแปรงที่เท่ากัน
ประโยชน์จากความร้อนทำให้สถานการณ์ยิ่งแย่ลง อุณหภูมิสูงสุดที่จุดตกของเครื่องกัดทำให้ความเสียหายของสารเพิ่มเติมลดลง, ลดการเสื่อมสภาพของโพลีเมอร์และการเปลี่ยนสี, ลดความหนาแน่นของความเย็นในอ่างสายหรือเครื่องผลิตเม็ดน้ำใต้ทะเล, และลดความเสี่ยงต่อการแตกของสาย ในการผลิตเม็ดจากสารที่ไวต่อความร้อน, การลดอุณหภูมาของวัตถุละลาย 15 องศาเซลเซียสอาจเป็นความแตกต่างระหว่างการผลิตที่มีความเสถียรเป็นเวลา 8 ชั่วโมง และการเกิดการแตกของสายตลอดเวลา
| Compound Type | Abrasiveness Class | SEC Without Lubricant (kWh/kg) | SEC With Optimised Package | Recommended Barrel / Screw Metallurgy |
|---|---|---|---|---|
| Unfilled LDPE colour masterbatch | Low | 0.13–0.18 | 0.11–0.15 | Nitrided 38CrMoAlA |
| 70–80 % CaCO3 filler masterbatch | Medium-High | 0.24–0.30 | 0.17–0.21 | Bimetallic liner, powder-metallurgy screw elements |
| 30 % glass-fibre PA66 | Very High | 0.28–0.36 | 0.22–0.28 | Bimetallic liner, tungsten-carbide-faced elements |
| 65 % ATH cable compound | High | 0.26–0.33 | 0.19–0.24 | Bimetallic liner, corrosion-resistant elements |
| Rigid PVC dry blend | Medium, corrosive | 0.16–0.22 | 0.12–0.17 | Chrome-plated or Ni-Cr-B overlay, counter-rotating preferred |
| WPC 55 % wood flour | Medium, high friction | 0.22–0.29 | 0.16–0.21 | Bimetallic liner, deep-flight conveying elements |
การออกแบบเพื่อรับแรงสึกจากด้านเครื่อง
การล้างทำให้การสึกหรอลดลง แต่ไม่สามารถกำจัดความจำเป็นในการกำหนดค่าสเปคของเครื่องได้ บนเครื่องอัดอัดแบบคู่สกรูในซีรีส์ KTE เคอร์เค้าจัดการกับความทนทานต่อการกัดกร่อนผ่านการผสานหลายวิธี ได้แก่ ท่อที่แบ่งออกเป็นส่วน ๆ พร้อมกับแผ่นลิ้นชักสองชนิดที่สามารถเปลี่ยนได้เพื่อให้แค่ส่วนที่สึกหรอเท่านั้นที่ต้องเปลี่ยน; สกรูที่มีตัวเชื่อมแบบสปาลินด์ซึ่งทำให้สามารถเปลี่ยนส่วนแยกได้แทนที่จะทิ้งสกรูทั้งหมด; ส่วนที่เป็นวัสดุผสมระหว่างผงและโลหะในชุดปั่นแยกแรงกัดกร่อนที่มีการสึกหรอสูง; และการออกแบบสกรูด้วยคอมพิวเตอร์ที่ทำให้แรงกัดกร่อนกระจายไปในระยะทางแนวแกนที่ยาวขึ้นแทนที่จะสะสมอยู่ในชุดปั่นแยกแรงกัดกร่อนที่หนักหน่วง เมื่อใช้ร่วมกับแพ็คเกจน้ำมันล้างที่เหมาะสม เหตุการณ์เหล่านี้จะทำให้ระยะเวลาระหว่างการปรับปรุงสกรูใหญ่มีความยาวขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับการใช้งานแบบทั่วไปที่ใช้โครงสร้างที่นิ่มด้วยนิทรานและใช้สูตรล้างที่เหมือนกัน
การควบคุมการแตกหัก, การไหลย้อยของโลหะและการตกตะกอน
3 ข้อผิดพลาดของผิวและเครื่องมือ – การแตกของวัสดุที่ละลาย, การไหลของเครื่องยิง, และการสะสมของสารเคลือบ – เป็นสาเหตุของการหยุดผลิตภัณฑ์ในระบบอัดแบบอัดอัดมากกว่า 80% และทั้งสามข้อผิดพลาดนี้ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของสารลดแรงติดของเครื่องมือที่สัมผัสกับสายพานพลาสติกและโลหะ การเข้าใจกฎทางฟิสิกส์ที่แตกต่างกันของแต่ละชนิดช่วยป้องกันความผิดพลาดที่พบบ่อยคือการใช้สารเพิ่มเติมเดียวกันกับทั้งสองชนิด
การแตกเนื่องจากการหักล้ม: ปัญหาไม่เสถียรของการเคลื่อนที่แบบสะดุด (stick-slip instability)
การแตกเนื่องจากการละลายปรากฏเป็นครั้งแรกเป็นรอยผิวที่เรียบเนียนคล้ายผิวหนังปลา (sharkskin) ซึ่งเป็นความลาดเอียงเล็กน้อยบนผิวของวัสดุที่ถูกฉีดขึ้นมา และต่อมาเป็นการหักแตกที่รุนแรงขึ้นเมื่อความแรงแยกสูงขึ้น เริ่มต้นที่จุดออกของเครื่องฉีด, ที่น้ำแข็งผ่านการปรับแต่งอย่างรุนแรงจากสภาวะที่ไม่ลื่นภายในพื้นที่ของเครื่องฉีดไปสู่พื้นผิวที่อิสระภายนอก ถ้าแรงดึงที่เกิดขึ้นที่ผิวเกินความสามารถในการผ่อนคลายของวัสดุที่ไหลลงมา การผิวจะแตกออกไปอย่างสม่ำเสมอ ความกดดันแนวผนังสำคัญสำหรับจุดเริ่มต้นประมาณ 0.10 ถึง 0.20 MPa สำหรับส่วนใหญ่ของโพลีเอทิลีน และสายพันธุ์เมทาล็อกีนที่มีการแบ่งพันธุ์น้ำหนักโมเลกุลที่แคบเป็นพิเศษเนื่องจากมีการแบ่งพันธุ์สายยาวน้อยกว่าเพื่อระบายความกดดัน
วิธีแก้ไขที่สามประยุกต์คือ การเพิ่มอุณหภูมิสูงขึ้น, ลดปริมาณผลิต, และเพิ่มสารช่วยในการผลิต สองสิ่งแรกคือค่าใช้จ่ายและคุณภาพ PPA ที่ผลิตจากฟลูออโรพอลิเมอร์สามารถแก้ปัญหาได้ที่แหล่งกำเนิดโดยเคลือบพื้นผิวของชิ้นงานด้วยชั้นที่มีความสามารถในการลดแรงติดที่ต่ำ ทำให้วัสดุที่ไหลออกมาจะเคลื่อนตัวได้อย่างเรียบร้อย ไม่ติดกับชิ้นงานและไม่ขาดหายไป การปรับสภาพสำคัญ: หลังจากเปิดเครื่องด้วยเครื่องมือที่ใหม่และทำความสะอาดอย่างเข้มข้น คาดว่าจะใช้เวลา 30 ถึง 90 นาทีก่อนที่ชั้นฟลูอโรโพลีเมอร์จะถูกสร้างขึ้นและผิวปลาแซลมอนจะปรากฏขึ้น สีที่มีพื้นที่ผิวสูง เช่น ดิออไซด์ไททาเนียมและดินเผาแดง จะแข่งขันกับฟลูอโรโพลีเมอร์ และอาจต้องใช้ปริมาณ PPA ที่สูงกว่าปกติ 1.5 ถึง 2 เท่า
Die drool: ปัญหาเก็บตัว
Die drool หรือที่เรียกว่า die build-up, die lip build-up หรือ plate-out ที่ตัวพิมพ์ เป็นการสะสมของสารแข็งเหนียวหรือเป็นคราบที่จุดออกตัวของตัวพิมพ์ ซึ่งจะหลุดออกและสะสมอยู่ในผลิตภัณฑ์เป็นระยะ ๆ มันเกิดจากหลายสาเหตุที่ร่วมกัน: สารมีน้ำหนักต่ำที่ไหลออกจากวัตถุละลายที่ผิวอิสระ, สารเพิ่มเติมที่ไม่เข้ากันกระจายตัวและตกเกลือ, สารที่เปลี่ยนเป็นก๊าซที่บวมตัว, และการเคลื่อนที่ของสารที่มีความหนืดต่ำไปยังผนังด้วยการแรงตึง
การเลือกน้ำมันล้างจานมีผลทั้งสองด้านในเรื่องนี้ น้ำมันลูบไล่ที่มีความเข้มข้นเกินไปเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบมากที่สุดของการเลียหรือคาราเมล; การรับประทานยาเอเรุคามิดในรูปแบบแผ่นหรือการรับประทานน้ำมันพาราฟินในรูปแบบ PVC จะสร้างลูกน้ำหนักที่เห็นได้ชัดภายในชั่วโมง ด้วยการใช้สารล้างที่ถูกต้องอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นสารล้างที่ทำจากฟลูออโรโพลีเมอร์ (PPA) หรือวาซาจะทำให้เกิดการสะสมน้ำมันได้อย่างดี จะช่วยลดปัญหาน้ำมันไหลออกมาจากจุดเชื่อมต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ การวินิจฉัยสถานการณ์ที่เกิดขึ้นต้องอาศัยการวิเคราะห์ของสารเคลือบ: สารเคลือบที่มีสารแอมิดสูงและมีลักษณะเป็นสารแข็งสีขาวแสดงว่ามีปริมาณสารเคลือบที่มากเกินไป; สารเคลือบที่มีลักษณะแข็งและสีดำแสดงว่ามีปัญหาการติดขัดและการเสื่อมสภาพ ซึ่งสารเคลือบที่มีความสามารถในการปลดปล่อยจะสามารถแก้ไขได้
การพ่นบนรอบ, เครื่องแปรรูป และชิ้นงาน
Plate-out หมายถึง การเคลือบชั้นละเอียดของเศษวัสดุที่ตกค้างบนล้อแปรรูป, ล้อพิมพ์ร่อง, ล้อเย็น, และพื้นผิวของเครื่องฉีด ในการเคลือบ PVC เป็นปัญหาที่คงอยู่เป็นประจำ และมักเกิดจากความไม่เข้ากันระหว่างสารลดแรงตึง, สารเสริมความแข็ง และการเคลือบผิวของวัสดุใด ๆ สเตอราต ซิงค์และสเตอราต แคลเซียมสามารถสัมผัสกันหรือสัมผัสกับความเป็นกรดที่เหลืออยู่เพื่อสร้างสารที่ไม่ละลายที่จะตกค้าง วิธีการวินิจฉัยแบบคลาสสิกคือการเปลี่ยนส่วนประกอบหนึ่งชิ้นต่อหนึ่งชิ้น; การป้องกันแบบคลาสสิกคือการรักษาให้ปริมาณสารลดแรงติดขัดรวมอยู่ภายใต้ขีดจำกัดความละลายและการหลีกเลี่ยงการผสมสารลดแรงติดขัดภายนอกที่มีความไม่เข้ากันอย่างรุนแรงในปริมาณสูง
ในการฉีดขึ้นรูป, การตกสะเก็ดจะแสดงเป็นชั้นละเอียดในช่องที่ถูกนำไปยังผิวชิ้นงานและสุดท้ายก็จะบล็อกช่องระบายอากาศ การลดปริมาณน้ำมันที่เคลื่อนที่ไป, การเปลี่ยนไปใช้ EBS ที่ไม่เคลื่อนที่หรือซิลิโคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง, การปรับปรุงการระบายอากาศ และการลดอุณหภูมิน้ำหล่อลื่นทุกอย่างช่วยได้
Practical rule: if a defect appears immediately on start-up and worsens with running time, suspect lubricant overdose or incompatibility. If a defect appears only at high output or after a shear-rate increase, suspect insufficient interfacial lubrication or missing processing aid.
ปัจจัยการผสมแบบคู่สกรูสำหรับการผลิตมาสเตอร์แบทช์ของสารล้างมือ
การผลิตมาสเตอร์แบทช์สารล้างทำความสะอาดมีความแตกต่างอย่างมากจากการผลิตมาสเตอร์แบทช์สีหรือสารเติมแต่ง และความแตกต่างนี้ทำให้หลายผู้ผลิตสารผสมสับสนเนื่องจากใช้วิธีคำนวณการกระจายสีในระบบสารละลาย การกระจายสีต้องใช้แรงฉีกที่รุนแรงเพื่อแยกกลุ่มของสี; การผสมสารลดแรงติดขัดต้องใช้แรงฉีกที่ตรงกันข้ามเนื่องจากสารที่ใช้มีค่าสูงของน้ำแข็ง, เป็นสารที่บอบบางและไวต่อความร้อน, และเนื่องจากแรงฉีกที่มากจะทำให้สารเหล่านี้หลุดออกจากสารละลายและติดอยู่บนผนังท่อ ซึ่งทำให้เกิดการลื่นแทนการผสม
ความเชื่อมั่นหลัก: การผสมแบ่งออกที่มีพลังงานเฉพาะต่ำ
วาซและไอเม็ดจะละลายที่อุณหภูมิ 70 ถึง 145 °C ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิการประมวลผลของตัวนำใด ๆ เราไม่จำเป็นต้องกระจายมันออกไป; เราต้องกระจายมันอย่างสม่ำเสมอแล้วปิดไว้ในชิ้นปูน เนื่องจากนั้นเป้าหมายของการออกแบบสกรูคือการผสมกระจายที่สูงสุดด้วยแรงฉีกขนาดน้อยที่สุด และค่าปริมาณพลังงานเฉพาะที่ตั้งไว้เป็นอย่างต่ำ — โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.10 ถึง 0.16 kWh/kg สำหรับเมสเตอร์แบทช์จากวาซ่า หรืออิมิด โดยเทียบกับ 0.22 ถึง 0.30 kWh/kg สำหรับคอนเซนเทรเตอรตาร์จากคาร์บอนแบล็ค
เรื่องนี้ส่งผลต่อการตัดสินใจออกแบบหลายอย่างในเครื่องผลิตสายเครื่องบดสองแขนหมุนร่วมกันของ Kerke KTE:
- อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่ 36 ถึง 44 L/D สำหรับระบบอิมิดและวาฬ สั้นกว่า 32 L/D จะไม่มีความยาวเพียงพอสำหรับการละลายอย่างนุ่มนวล, การเพิ่มลงสายไหลต่อไป และการลดความเข้มข้น; สูงกว่า 48 L/D จะเพิ่มเวลาในการพักอาศัยโดยไม่จำเป็นและเพิ่มความเสี่ยงต่อการสูญเสียความร้อนของไซเลตไมด์ที่เป็นของเหลว
- มี 2 ส่วนการผสมที่สั้นแทนที่จะเป็นส่วนเดียวที่ยาว ชุดแรก ตั้งอยู่ประมาณ 8 ถึง 12 L/D เติมน้ำมันให้กับตัวนำด้วยบล็อกการผสมแบบแนวนอน 45 องศา The second, around 20 to 24 L/D, distributes the additive using narrow-disc kneading blocks or toothed mixing elements. ห้ามใช้บล็อกที่มุม 90 องศา หรือบล็อกที่ปรับทิศทางกลับ โดยเฉพาะที่ต้องมีการปิดด้วยแผ่นซิลิโคนก่อนการเปิดช่องระบายอากาศด้วยการดูด
- การใส่สารล้างลูบไลน์ด้านล่าง การใส่เส้นไขมันและอิมิดเข้าสู่ถังหลักทำให้พวกมันละลายในโซนขนส่งของเหลว จับตัวกับเม็ดปุ๋ย และทำให้เกิดปัญหาการสะสมของวัสดุในเครื่องใส่และการลื่นของเครื่องม้วน การนำเข้าเหล็กผ่านเครื่องอัดลูกกลิ้งสองลูกด้วยอัตราส่วน 14 ถึง 18 ลิตรต่อดอลลาร์ (L/D) – หลังจากที่เครื่องรองรับเหล็กเต็มที่ – เป็นวิธีที่ถูกต้องและมักจะเพิ่มอัตราการผลิตที่มีความมั่นคงได้ 20% หรือมากกว่า
- การดูดความชื้นด้วยการดูดซึมในอากาศที่ 26 ถึง 32 ลิตรต่อนาทีที่ 0.06 ถึง 0.09 MPa ความดันโดยตรง เพื่อกำจัดความชื้น, แอลกอฮอล์อิสระที่เหลือ และส่วนที่มีความร้อนสูง ซึ่งจะทำให้เกิดความจุของเม็ดและการลื่นของสกรูในระยะต่อไปได้
- ความเร็วของเครื่องเจาะ 200 ถึง 400 รอบต่อนาที น้อยกว่าปฏิบัติการใช้มาสเตอร์แบทช์แบบปกติ เนื่องจากความเร็วของแหลมควบคุมการแช่แข็ง และไม่มีอะไรที่จะกระจาย หลายโปรแกรมมาสเตอร์แบทช์ของวัสดุชนิดนี้ทำงานได้ดีที่ความเร็ว 250 ถึง 300 รอบต่อนาทีบนเครื่องขนาด 52 ถึง 65 มม.
การออกแบบโครงสร้างอุณหภูมิของท่อ
รูปร่างอุณหภูมิของมาสเตอร์แบทช์สำหรับน้ำมันหล่อลื่นมีลักษณะเรียบและเย็น โดยมักมีส่วนป้อนที่เย็นลงอย่างมีเป้าหมาย และมีการลดลงเล็กน้อยไปยังตัวฉีด เป้าหมายของโซนอาหารเย็นคือการป้องกันการละลายของสารเพิ่มเติมในช่องถังที่เกิดก่อนกำหนด ซึ่งเป็นสาเหตุที่สำคัญที่สุดที่ทำให้อาหารไม่เสถียรในผลิตภัณฑ์เหล่านี้
| Barrel Zone | Function | PE-Wax MB on LDPE | Erucamide Slip MB on LLDPE | EBS MB on PA6 |
|---|---|---|---|---|
| Feed throat | Solids conveying, prevent bridging | Water-cooled, 25–40 °C | Water-cooled, 20–35 °C | Water-cooled, 30–45 °C |
| Zone 1–2 (4–8 L/D) | Pre-heat, softening | 130–150 °C | 140–160 °C | 200–230 °C |
| Zone 3–4 (8–14 L/D) | Melting, first kneading block | 160–175 °C | 170–185 °C | 240–255 °C |
| Zone 5 (side feed, 14–18 L/D) | Additive introduction | 160–170 °C | 165–178 °C | 235–250 °C |
| Zone 6–7 (18–26 L/D) | Distributive mixing | 155–168 °C | 160–175 °C | 235–248 °C |
| Zone 8 (vacuum vent, 26–32 L/D) | Devolatilisation | 150–165 °C | 158–170 °C | 230–245 °C |
| Zone 9 to die (32–40 L/D) | Pressure build, strand formation | 150–162 °C | 155–168 °C | 235–250 °C |
| Target melt temperature | Measured at die adapter | 165–180 °C | 172–190 °C | 245–262 °C |
| Screw speed | Co-rotating, 52–75 mm class | 250–350 rpm | 220–320 rpm | 300–450 rpm |
| Specific energy target | kWh per kg output | 0.10–0.15 | 0.10–0.14 | 0.18–0.24 |
การเลือกผลิตเม็ด
การผลิตเม็ดสำเร็จรูปของสารลูบไรซ์เป็นเรื่องที่ยากกว่าที่คิด เพราะผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงต่ำในสภาวะละลายและมีผิวที่เหนียวและลื่น การบดเม็ดด้วยน้ำทำงานได้ดีสำหรับ EBS และสารคอนซันเทรตบนพื้นฐานเทคนิคที่ความแข็งของวัตถุในสภาพละลายเป็นเพียงพอ สำหรับการผลิตที่มีความหนืดต่ำและมีส่วนผสมของวาซ่ามาก ความยาวของเส้นจะไม่สามารถอยู่รอดในอ่างน้ำ และจำเป็นต้องใช้การตัดด้านหน้า พอร์ตโฟลิโอระบบตัดของ Kerke ประกอบด้วยการตัดแผ่นด้วยน้ำ, การตัดแผ่นด้วยอากาศ, การตัดแผ่นด้วยเฟสเย็นด้วยอากาศ, การตัดแผ่นด้วยเฟสเย็นด้วยน้ำ, การตัดด้วยน้ำละอองน้ำมัน, และการตัดแบบเต็มรูปแบบใต้น้ำ ซึ่งทำให้วิธีการผลิตเม็ดสามารถเข้ากับสูตรได้อย่างเหมาะสม ไม่ใช่การบังคับให้สูตรเข้ากับเครื่องผลิตเม็ดที่กำหนดไว้
สำหรับความเข้มข้นของวาซ่าที่สูงมาก การตัดด้วยเครื่องตัดแบบมีวงแหวนน้ำหรือเครื่องตัดแบบมีน้ำหยดขนาดเล็กจะให้ผลที่ดีที่สุด: ก้อนจะถูกตัดขณะที่ยังอ่อนอยู่และถูกเย็นด้วยชั้นน้ำที่ควบคุมแทนการนำเข้าสู่สายลม ทำให้ป้องกันการแตกของสายและการกลุ่มตัวก้อน ด้านล่าง, เครื่องกำจัดน้ำด้วยการสั่นสะเทือน พร้อมเครื่องอบหมุนและเครื่องเย็นชั้นเคลื่อนที่ลอย (fluidised-bed cooler) ช่วยป้องกันปัญหาแบบคลาสสิกที่เกิดขึ้นเมื่อเม็ดพลาสติกที่ร้อนและมีเนื้อเหลวรวมตัวเป็นก้อนในถุงขนาดใหญ่
คำแนะนำในการกำหนดขนาดเครื่อง
| KTE Model Class | Screw Diameter | Typical L/D | Indicative Lubricant MB Output | Typical Role |
|---|---|---|---|---|
| KTE-16 / KTE-20 lab class | 16–20 mm | 40–48 | 1–10 kg/h | Formulation trials, phr ladder studies |
| KTE-36 class | 36 mm | 36–44 | 80–180 kg/h | Pilot scale, small-batch specialty grades |
| KTE-52 class | 52 mm | 36–44 | 250–500 kg/h | Mid-volume additive masterbatch |
| KTE-65 class | 65 mm | 36–44 | 450–900 kg/h | Standard commercial slip and wax MB |
| KTE-75 / KTE-95 class | 75–95 mm | 36–48 | 900–2,500 kg/h | High-volume commodity lubricant concentrates |
| KTE-135D class | 135 mm | 40–52 | 3,000 kg/h and above | Large-scale compounding and filler lines |
อัตราส่วนผลผลิตเป็นตัวเลขแนะนำและขึ้นอยู่กับการรวมส่วนผสม, ความเข้มข้นของสารเพิ่มเติม, ความไหลของวัสดุที่จะทำเป็นเม็ดและวิธีการผลิตเม็ด เครื่องทดลองของ Kerke เป็นการทดสอบการผลิตบนเครื่องอัดแบบคู่สกรูในห้องปฏิบัติการก่อนที่จะตัดสินใจใช้การออกแบบสกรูสำหรับการผลิต ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องทดลองยังคงเป็นส่วนสำคัญของชุดเครื่อง KTE ร่วมกับเครื่องผลิต สำหรับการผลิตที่ไม่สามารถดำเนินการในรอบเดียวได้ – เช่น ความเข้มข้นของวัสดุที่มีความชื้นสูงมาก ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิต่ำพิเศษในเครื่องผลิตเม็ด – ระบบ KTE-SE ขั้น 2 ที่มีลูกบิดคู่ในชั้นแรกและลูกบิดเดียวในชั้นที่ 2 จะแยกการผสมวัสดุออกจากการสร้างแรงดัน โดยให้ลูกบิดคู่ในชั้นแรกผสมวัสดุที่แรงดันต่ำ ในขณะที่ลูกบิดเดียวในชั้นที่ 2 สร้างแรงดันในเครื่องย่อยที่อุณหภูมิต่ำกว่า
คู่มือการใช้งานโดยกระบวนการหลังการผลิต
สารหล่อลื่นมาสเตอร์แบชช์ที่ถูกต้องถูกกำหนดโดยกระบวนการผลิตของลูกค้าและวัสดุโพลีเมอร์ เพราะแต่ละกระบวนการมีการกำหนดค่าต่าง ๆ เช่น ความเร็วการแยก (shear rate), เวลาในการพัก (residence time), รูปทรงเครื่องจักร และความต้องการด้านผิว การแบ่งปันข้างต้นครอบคลุมเส้นทางการแปลงหลัก
ฟิล์มที่ถูกฉีดและก่อขึ้น
ภาพยนตร์เป็นการใช้งานที่มีความไวต่อสารลดแรงติดที่สุดเนื่องจากผลิตภัณฑ์มีความบางและอัตราส่วนระหว่างพื้นผิวและความจุสูงมาก และกิจกรรมต่อเนื่อง – การพิมพ์, การเคลือบ, การปิดผนึก, การบรรจุ – ทั้งหมดนี้มีผลต่อเคมีของพื้นผิว ความต้องการมักจะแบ่งออกเป็นการควบคุมการหลุดลอก, การป้องกันการติด, และการควบคุมการแตกหักจากการละลาย, และเป็นวิธีที่ดีที่จะจัดหาแต่ละส่วนนี้เป็นมาสเตอร์แบทช์แยกกันแทนที่จะเป็นผลิตภัณฑ์รวมเพียงชิ้นเดียว เพื่อให้สามารถปรับค่าต่าง ๆ ได้อย่างอิสระ Erucamide ช่วยป้องกันการลื่น; สารไซลิกา หรือแตงกวา ช่วยป้องกันการติดขัด; PPA ช่วยป้องกันการแตกหักเนื่องจากความร้อน การใช้มากเกินไปของใด ๆ จะทำให้อีกสองชนิดลดประสิทธิภาพลง และการผสมสามชนิดนี้ในสารคอนเซนเทรตที่มีอัตราส่วนที่กำหนดไว้จะทำให้ผู้ผลิตไม่สามารถปรับให้เหมาะสมได้
หากจะพิมพ์หรือเคลือบภาพไว้ จะต้องปิดปากของสารไอโมไบล หลายผู้แปลงระบุว่าอัตราส่วนของ erucamide สูงสุดคือ 0.06 ถึง 0.10 phr ในโครงสร้างที่พิมพ์ และจะชดเชยการลื่นด้วยการใช้ EBS หรือการเพิ่มสารซิลิโคนเล็ก ๆ บนด้านที่ไม่มีการพิมพ์ของโครงสร้างที่คอมโพซิท การคอยเอ็กซทรูชันจริงๆเป็นทางเลือกที่ง่ายดาย: ใส่สารลดแรงติดเพียงในชั้นยางปิดภายนอกที่จำเป็น และทำให้ชั้นพิมพ์สะอาด
การฉีดท่อและโปรไฟล์
การผลิตท่อและโปรไฟล์หน้าต่างจาก PVC ที่แข็งแรงเป็นการใช้งานที่ใช้สมุนไพรอย่างเป็นทางการในการปรับสมดุล และสูตรผสมแห้งมักจะประกอบด้วยสามถึงห้าสมุนไพรที่แยกกัน เมตรนิยมของกระบวนการสำคัญคือระดับการฟิวชัน ซึ่งมักจะตั้งเป้าหมายที่ 60 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ของการก่อตัวสำหรับท่อแรงดัน และได้รับการยืนยันด้วยการทดสอบการนำเข้าไขมันคลอไรด์สำหรับท่อ PVC หรือด้วยการวิเคราะห์ความร้อนแบบสแกนดิฟเฟอรนซ์ น้ำมันลูบไลน์ภายนอกมากเกินไปจะทำให้การหลอมรวมช้าลง, ทำให้เกิดชิ้นส่วนที่ไม่หลอมรวมกัน และผลิตท่อที่แข็งและหักง่าย; น้ำมันลูบไลน์ภายนอกน้อยเกินไปจะทำให้การหลอมรวมเกิดขึ้นเร็ว, มีแรงดึงสูง, เกิดการปลดปล่อย HCL และทำให้ท่อมีสีเหลือง เนื่องจากเครื่องอัดฉีดสองลูกสูบที่ใช้สำหรับท่อ PVC มักจะเป็นแบบคอนิคหรือขนานกันแนวหมุนแทนที่จะเป็นแบบขนานกันแนวหมุน และระยะเวลาที่เครื่องอยู่ในการใช้งานยาวนาน จึงทำให้ความเสถียรทางความร้อนของแพ็คเกจน้ำมันล้างลื่นมีความสำคัญอย่างยิ่ง
สำหรับท่อที่ทำจากโพลีโอลีฟีน, ความต้องการของสารลดแรงตึงก็ต่ำกว่า แต่สารผสมท่อ PE-RT และ PE-100 ยังประโยชน์จากการใส่วาซาลงในปริมาณเล็กเพื่อลดแรงตึงและป้องกันรอยบนตัวเครื่อง ภายในกลุ่ม Wanplas, Faygo จัดหาเครื่องอัดและเครื่องอัดท่อที่ใช้ในการแปรรูปสารประกอบเหล่านี้ ในขณะที่ Kerke จัดหาเครื่องอัดสารประกอบแบบสองแถวที่ผลิตสารประกอบเหล่านี้ – การจัดการโลหะอเนกประสงค์เหมือนกันใช้ได้ทั้งสองขั้นตอน
การฉีดขึ้นรูป
ในการฉีดชิ้นงาน สารลดแรงติดจะทำหน้าที่สามอย่าง ได้แก่ ลดแรงฉีดและเวลาเติมชิ้นงาน ลดความติดของชิ้นงาน และในการใช้งานที่ต้องการลดความติดแน่น ลดค่าความแข็งแรงในการใช้งาน การบรรจุภัณฑ์ที่มีผนังบางและความยาวของกระแสเกิน 200 เท่าของความหนา ผลประโยชน์จากสารลดแรงติดที่ใช้ภายในจะช่วยลดความหนืดที่ปรากฏในพื้นที่ของประตูที่มีแรงต้านแรงกระแทกสูง ส่วนประกอบอุตสาหกรรมที่เติมแก้วจะได้ประโยชน์จาก EBS หรือ montan ester ในการปลดปล่อย และจากซิลิโคนในการป้องกันการสึกหรอ
คำเตือนหลักในการฉีดขึ้นรูปคือ ความแข็งแรงของเส้นเชื่อม น้ำมันลดแรงตึงที่เกินไปสะสมอยู่บริเวณหน้าแรงดันและด้วยเหตุนี้อยู่บริเวณเส้นรอยสันหรือเส้นรอยเชื่อม ซึ่งมีหน้าที่เป็นตัวปลดปล่อยระหว่างสองเส้นแนวไหลและอาจทำให้แรงตึงของเส้นรอยเชื่อมลดลง 15 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ในส่วนสร้างสรรค์ที่มีเส้นผ้าทอ ควรคงปริมาณสารลดแรงตึงที่ต่ำที่สุดตามขนาดที่มีประสิทธิภาพ และควรเลือกใช้สารเคมีที่ไม่เคลื่อนย้าย
เส้นใยและวัสดุไม่ผ่านการผสม
การสปินเส้นใยโพลีโพรพิลีนที่อัตราส่วนการดึงเกิน 1:4 และความเร็วการรับรองเกิน 3,000 เมตร/นาที ต้องการความสะอาดของวัสดุที่ละลายที่ยอดเยี่ยมและความเข้มข้นที่คงที่ มาสเตอร์แบทช์ของสารลดแรงตึงเคลือบใช้ในปริมาณน้อยมาก โดยมักใช้เป็นขนาดเล็กของ EBS ที่ได้รับการคัดแยกอย่างเข้มข้น หรือวาซ่า metallocene เพราะส่วนประกอบที่เป็นอนุภาคหรือสารที่ไม่ละลายจะทำให้เกิดการแตกของเส้นใยในขั้นตอนการบรรจุ Kerke’s textile masterbatch application category ใช้เทคโนโลยีการกรองละเอียด, การออกแบบสกรู L/D ที่สูง, และการดูดความชื้นอย่างระมัดระวัง เพื่อให้สารละลายไม่มีส่วนผสมของสารที่มีความร้อนสูง ซึ่งจะสร้างช่องว่างในเส้นใยได้
กระดาษไฟฟ้าและสายไฟ
สารผสมของกระเปาะเคเบิล, โดยเฉพาะสายที่ไม่มีฮาโลเจนและมีคุณสมบัติป้องกันการเผาไหม้ที่เติมด้วยไทเทรไฮดรอกไซด์อัลูมิเนียมหรือไดไฮดรอกไซด์แมกนีเซียมถึง 60 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป, มีความเกี่ยวข้องกับสารลดแรงตึงเครียดอย่างมากในการผลิต การใส่ตัวเติมทำให้ความหนืดสูงมากจนไม่สามารถฉีดวัสดุออกมาได้ด้วยความเร็วตามสายการผลิตทั่วไปโดยไม่มีแพ็คเกจของวาฬและสเตอราต มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคนยังใช้เพื่อลดปัจจัยความติดของแผ่นปกภายนอกของแผ่นปกจึงทำให้ผู้ติดตั้งสามารถดึงสายเคเบิลที่ยาวผ่านท่อได้ง่ายขึ้น เนื่องจากสารเหล่านี้ต้องผ่านการทดสอบความไวต่อการลุกไหม้ด้วย จึงต้องเลือกสารล้างที่จะไม่ทำให้ดัชนีอัตราสิ่งจำเป็นของออกซิเจนลดลงหรือสร้างควันมากเกินไป
การควบคุมคุณภาพ, การทดสอบ และการปฏิบัติตามกฎหมาย
มาสเตอร์แบทช์สารลดแรงติดขัดจะมีคุณภาพเท่ากับความสม่ำเสมอของมันเท่านั้น เพราะผู้ผลิตชิ้นส่วนต่อไปไม่มีวิธีใด ๆ ที่สามารถทำให้คงที่ได้ในการแทนที่การเปลี่ยนแปลงของปริมาณสารในแต่ละชุด ระบบคุณภาพที่แข็งแกร่งตั้งอยู่บน 4 ประตูหลัก ได้แก่ การควบคุมวัตถุดิบต้นทาง, การตรวจสอบขณะผลิต, การทดสอบผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์ และเอกสารการปฏิบัติตามกฎหมาย
การควบคุมสินค้าที่เข้ามาและสินค้าที่อยู่ในกระบวนการผลิต
ควรตรวจสอบค่าตกแตกของวาซา, ความแข็งของการดูดซึม, ค่าความเป็นกรดเมื่อถูกทำลายด้วยออกซิเจน, และสีของวาซา อิมิดจะต้องตรวจสอบค่าต่ำสุดของอุณหภูมิ, ความบริสุทธิ์ของแอมิน, ค่าความดำของไอโอดีนในกรณีของสารที่ไม่มีค่าไฟฟ้า, และความชื้น สเตอราต สังกะสีควรตรวจสอบความเป็นสังกะสี ความชื้น และการสูญเสียจากการแห้ง เพราะสเตอราต สังกะสีสามารถดูดซึมน้ำได้ง่าย ซึ่งอาจทำให้เกิดความจุกของเม็ดและทำให้มอเตอร์หมุนไม่ได้
ในกระบวนการนี้ สัญญาณที่มีประโยชน์ที่สุดสองสัญญาณต่อเนื่องบนสาย KTE-Series คือ ความต้านทานของเครื่องยนต์เป็นเปอร์เซ็นต์ของความต้านทานที่กำหนด และแรงดันของวัสดุที่อยู่ในเครื่องเปลี่ยนหน้ากาก สัญญาณแรงหมุนที่ลอยตัวในความเร็วอัดที่สม่ำเสมอแสดงว่ามีปัญหาในการอัดเพิ่มหรือปริมาณความชื้นที่ผิดปกติ อุณหภูมิสูงสุดที่วัดด้วยอุปกรณ์วัดอุณหภูมิสัมผัสแทนเซนเซอร์ติดตั้งแบบแนบชิดจะให้ค่าที่แม่นยำกว่า และควรตรวจสอบแนวโน้ม เพราะการเพิ่มขึ้นช้าแสดงว่าสกรูมีการสึกหรอหรือระบบการดูดอากาศมีปัญหา
การทดสอบผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์
| Test | Method Basis | What It Detects | Typical Acceptance Approach |
|---|---|---|---|
| Melt flow rate | ISO 1133 / ASTM D1238 | Active content drift, carrier degradation | Within a narrow band around the reference batch |
| Active content assay | Solvent extraction with gravimetric or FTIR finish | Dosing accuracy, feeder calibration error | Nominal plus or minus a defined tolerance |
| Ash content | ISO 3451 | Metal stearate and inorganic filler level | Calculated from formulation |
| Moisture | Karl Fischer or loss on drying | Pellet porosity risk, downstream voids | Low ppm target for engineering carriers |
| Coefficient of friction | ASTM D1894 | Functional slip performance after ageing | Measured on a standard let-down film after fixed ageing |
| Thermogravimetric analysis | ISO 11358 | Additive loss during compounding, onset of degradation | Compared with a reference curve |
| Differential scanning calorimetry | ISO 11357 | Additive melting endotherm, confirms identity and level | Peak position and enthalpy within range |
| Filter pressure value | Screen pack pressure rise per unit mass | Unmelted additive, gels, contamination | Below a defined threshold on a fixed mesh |
| Pellet bulk density and size | ISO 60 and sieve analysis | Feeding behaviour at the customer | Consistent with reference lot |
ระบบกฎระเบียบ
สารเพิ่มสารลดแรงตึงตัวอยู่ภายใต้หลายระบบกฎระเบียบที่ซ้อนกัน และผู้ผลิตมาสเตอร์แบชช์จะเป็นผู้รับผิดชอบในการประกาศความถูกต้องตามกฎระเบียบ RoHS จำกัดการใช้ลิเดีย, แคลเซียม, ยาฆ่าแมลง, และไฮดรอกไซด์ของทองแดง ซึ่งในอดีตใช้เป็นสบู่ลิเดียและแคลเซียมที่ใช้ในการปรับสมดุลของ PVC แต่ปัจจุบันได้ถูกยุติการใช้ไปแล้ว โดยแทนที่ด้วยเคมีภัณฑ์จากแคลเซียมและแร่ซิงค์ และออร์แกนิทิน REACH ต้องการการลงทะเบียนของสารที่มีน้ำหนักเกินขีดจำกัด และกำหนดความรับผิดชอบเกี่ยวกับสารที่มีความกังวลสูงมาก; สารช่วยในการประมวลผลที่มีฟลูออรีนหลายชนิดและซากของสารฟลูออรีนที่เป็นสารทำความสะอาดอยู่ในระหว่างการตรวจสอบอย่างจริงจัง ซึ่งทำให้เกิดความสนใจในตัวเลือกที่ไม่มีฟลูออรีน
การใช้งานที่ติดต่อกับอาหารเพิ่มชั้นความซับซ้อนอีกชั้นหนึ่ง รายการที่บ่งชี้ว่าละอองอะไรสามารถใช้ได้และระดับสูงสุดที่สามารถใช้ได้ในวัสดุที่ใช้สัมผัสกับอาหาร และจำเป็นต้องตรวจสอบขีดความยืดหยุ่นโดยรวมและเฉพาะของละอองบนผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์แทนที่จะตรวจสอบบนผงหลัก Erucamide, oleamide, EBS, สเตอราต แคลเซียม และส่วนผสมของ PE มีสถานะที่ใช้สัมพันธ์กับอาหารที่ได้รับการยอมรับอย่างดีในหลายประเทศ แต่ภาระในการแสดงหลักฐานอยู่ที่การระบุรายละเอียดของส่วนผสมทั้งหมด มาตรฐานชาตินิยมของประเทศจีนในชุด GB 4806 กำหนดข้อกำหนดที่เหมาะสมสำหรับตลาดภายในประเทศ และวิธี GB/T เป็นวิธีที่นิยมใช้ในการทดสอบ
สุดท้าย, บางแอปพลิเคชันมีข้อจำกัดเพิ่มเติม: เครื่องมือทางการแพทย์ต้องประเมินความสมบูรณ์แบบทางชีวภาพ; ของเล่นต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดเกี่ยวกับสารต่าง ๆ; และห้องโดยสารรถยนต์ต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดเกี่ยวกับการเกิดฝ้าและขีดจำกัดการปล่อยสารอินทรีย์ไว้ในอากาศ ซึ่งเป็นปัจจัยที่จำกัดการใช้แอมิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและวานิลลีน การทดสอบการทำความเย็นเป็นเหตุผลปกติในการเปลี่ยนจาก oleamide เป็น EBS หรือ montan ester ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงในสารเคมีรถยนต์
คู่มือการแก้ไขปัญหา สำหรับผู้ใช้ Lubricant Masterbatch
ส่วนใหญ่ของปัญหาในสายงานที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันหล่อลื่นมีลักษณะที่สามารถระบุได้อย่างชัดเจน และการวินิจฉัยที่ถูกต้องมักขึ้นอยู่กับการสังเกตว่าสัญญาณเกิดขึ้นเมื่อใดในการเปลี่ยนขนาดของการใช้งาน, อัตราการผลิต หรืออุณหภูมิ แผนที่ด้านล่างแสดงอาการที่พบบ่อยและสาเหตุที่เป็นไปได้ รวมถึงการแก้ไขที่ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าเป็นที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
| Symptom | Most Likely Cause | Diagnostic Check | Corrective Action |
|---|---|---|---|
| Output surging, unstable amperage | External lubricant overdose causing screw slippage | Reduce let-down by half and observe within one residence time | Cut external lubricant, shift balance towards internal chemistry, cool feed throat |
| White waxy bead at die lips | Amide or paraffin exceeding solubility limit | Collect deposit, run DSC for melting endotherm | Reduce migratory lubricant, switch part of the dose to EBS, polish die land |
| Hard dark deposit at die, black specks | Stagnation and thermal degradation, insufficient release | Inspect die for scratches and dead zones; check melt temperature | Add or increase PPA or oxidised wax, re-polish tooling, lower melt temperature |
| Sharkskin at high line speed | Wall shear stress above critical value | Reduce output 20 percent; if defect clears, it is melt fracture | Introduce fluoropolymer PPA at 300–800 ppm active; allow conditioning time |
| PPA not working | Antagonism from anti-block or pigment, or insufficient conditioning | Check silica anti-block and TiO2 level; verify run time since clean start | Increase PPA 1.5–2x, reduce high-surface-area anti-block, extend conditioning |
| COF too high after 24 hours | Insufficient migration time or amide adsorbed on anti-block | Re-test at 72 hours and 7 days at controlled temperature | Increase erucamide modestly, switch to faster-migrating oleamide blend, or reduce silica |
| COF drops too low, rolls telescope | Slip overdose plus warm storage | Measure COF at core, mid and outer roll positions | Reduce dose to the knee of the curve, control warehouse temperature |
| Poor ink adhesion after printing | Migratory amide lowering surface energy after corona | Dyne test immediately after treatment and again after 7 days | Cap amide below 0.10 phr, move slip to sealant layer in coextrusion, use EBS |
| Weak heat seals | Lubricant bloom acting as a release layer at the seal interface | Wipe seal area with solvent and re-test seal strength | Reduce migratory slip in sealant layer, use non-migrating chemistry |
| Plate-out on calender or embossing rolls | Incompatible lubricant-stabiliser-filler combination | Single-variable elimination trials | Rebalance internal-external ratio, avoid mixing incompatible metal soaps at high dose |
| Brittle PVC pipe, poor impact | Under-fusion from excessive external lubricant | Methylene chloride immersion test or DSC gelation level | Reduce paraffin, increase internal lubricant, raise fusion zone temperature |
| Pellet blocking in the bag | Pellets packed warm, high wax content, tacky surface | Measure pellet temperature at bagging | Add fluidised-bed cooling, extend dryer residence, consider light anti-block dusting |
| Voids and porosity in pellets | Moisture or volatile fatty acid not removed | Check vacuum level and vent port for blockage | Restore vacuum to 0.06–0.09 MPa absolute, pre-dry additives, clean vent insert |
คำถามที่พบบ่อย
ความแตกต่างระหว่าง Masterbatch ละลายและ Masterbatch ช่วยการผลิตคืออะไร?
คำเหล่านี้ซ้ำกัน แต่ไม่เท่ากัน มาสเตอร์แบทช์ลูบริคจัดหาเชื้อสารจากวาซา, อิมิด, สเตอราต หรือซิลิโคนที่เปลี่ยนความหนืดของวัตถุที่ละลาย, การปล่อยโลหะ และความเสียดทานของผิว ส่วนผสมช่วยในการผลิต (masterbatch) หมายถึงผลิตภัณฑ์ที่ทำจากฟลูออร์โพลีเมอร์หรือเอคริลิกที่มีประสิทธิภาพเฉพาะที่จุดสัมผัสของตัวพิมพ์เพื่อป้องกันการแตกของวัสดุที่ละลายและการสะสมของตัวพิมพ์โดยไม่เปลี่ยนความเหนียวของวัสดุทั้งหมด ในทางปฏิบัติแล้ว ผู้ผลิตอุปกรณ์แปลงอาจต้องใช้ทั้งสองประเภท และปริมาณที่ใช้แตกต่างกันอย่างมาก: สารลดแรงตึงที่ 0.1 ถึง 1.0 phr ของสารประกอบ, สารช่วยในการผลิตฟลูออร์โพลีเมอร์ที่ 300 ถึง 800 ppm
เราสามารถเปลี่ยนเปอร์เซ็นต์ที่แนะนำของผู้ผลิตเป็นปริมาณได้อย่างไร?
คูณเปอร์เซ็นต์การละลายของผงหลักด้วยคอนเซนทรา-ชั่นของผงหลักที่ใช้ การละลาย 3% ของสารสกัดที่มีความเข้มข้น 10% จะให้ผลเป็นสารมีฤทธิ์ 0.30%, ซึ่งสำหรับการใช้งานจริงเท่ากับ 0.30 phr ในสารผสมที่ไม่เติม ในสารผสมที่เติมด้วยวัสดุอื่น ๆ พร (phr) จะถูกอ้างถึงเฉพาะ 100 ส่วนของสารเคลือบเท่านั้น ดังนั้น สารผสมที่มี 60 ส่วนวัสดุเติมใน 100 ส่วนสารเคลือบจะแสดงตัวเลขการใช้งานต่อสารผสมทั้งหมดที่แตกต่างกัน ควรระบุฐานอย่างชัดเจนในรายละเอียดเพื่อป้องกันความเข้าใจผิด
จะกระบวนการผลิตมาสเตอร์แบทช์ลิควิดช่วยลดคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนของฉันไหม?
ในขนาดที่ถูกต้อง การใช้จะมีผลน้อยมาก โดยทั่วไปอยู่ในระดับไม่เกิน 1-2% ของความแข็งแรงและค่าความยืดหยุ่น ในกรณีที่มีอาการมากเกินไป อาการอาจเป็นอย่างมาก: สารลดแข็ง (internal lubricants) มีคุณสมบัติเป็นตัวเพิ่มความยืดหยุ่นและลดค่าความแข็งและอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการหักตัว (heat deflection temperature) ในขณะที่สารลดแข็งที่เคลื่อนย้ายไปยังส่วนต่าง ๆ (migratory external lubricants) จะสะสมอยู่บริเวณเส้นรอยเชื่อม และอาจทำให้ความแข็งของเส้นรอยเชื่อมลดลง 15 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ส่วนประกอบที่มีเส้นผ้าทอควรใช้ความเข้มข้นที่เหมาะสมของเคมีที่ไม่เคลื่อนที่ เช่น EBS หรือซิลิโคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง
ฉันสามารถใช้มาสเตอร์แบทช์ล้างร้อนเดียวกันสำหรับโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีนได้หรือไม่?
บางครั้ง แต่ไม่ใช่เรื่องที่สมบูรณ์แบบ มาสเตอร์แบทช์ที่มีส่วนผสมของโพลีเอทิลีนจะผสมเข้ากับโพลิโพรพิลีนได้เนื่องจากทั้งสองเป็นโพลิโอลีน แต่ก๊าซ PE จะลดความโปร่งใส ลดความแข็งแรงเล็กน้อย และอาจสร้างเกลในแผ่นโพลิโพรพิลีนที่บาง สำหรับ PP ที่ใสหรือมีผนังบาง ควรใช้ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ PP สำหรับชิ้นส่วน PP ที่ไม่มีความโปร่งใสหรือมีผนังหนา หรือไม่มีความสำคัญมาก ความเข้ากันได้ทั่วไปที่ใช้ PE มักจะเป็นทางเลือกที่เหมาะสม ให้ทราบด้วยว่า erucamide จะเคลื่อนตัวเร็วขึ้นใน PE มากกว่าที่เคลื่อนตัวใน PP ที่มีความคงตัวมากขึ้น ดังนั้น phr เดียวจะให้ความเร็วในการพัฒนาความยืดหยุ่นที่แตกต่างกัน
ทำไมสลิปเมสเตอร์แบทช์ของฉันทำงานได้ในฤดูร้อน แต่ไม่สามารถทำงานได้ในฤดูหนาว?
เนื่องจากการเคลื่อนย้ายเกิดจากการกระตุ้นด้วยความร้อน การกระจายอิมิดเข้าสู่ผิวฟิล์มจะประมาณเท่ากับความเชื่อมโยงของ Arrhenius ดังนั้น ห้องเก็บสินค้าที่มีอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสจะทำให้ฟิล์มมีค่าความติดไม้ที่ตั้งไว้ได้ภายในวันหรือสองวัน ในขณะที่ฟิล์มเดียวกันที่มีอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียสอาจใช้เวลานานถึงหนึ่งสัปดาห์หรือมากกว่า ผู้ปฏิบัติงานที่ทดสอบ COF ในระยะเวลาที่ตั้งไว้ 24 ชั่วโมง จะเห็นการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับสารผสมหลัก การแก้ไขคือการปรับสภาพการอายุให้เป็นมาตรฐาน - เช่น อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง - แทนที่จะเปลี่ยนสูตรทุกปีสองครั้ง
ว่ามีผลกระทบหรือไม่ว่าสารลดไฟ, สารป้องกันไฟฟ้าสถิต, หรือสารป้องกันแสงอัลตราไวโอเลต (UV stabilisers) จะรบกวนการทำงานของสารลดแรงตึงไฟหรือไม่
พวกเขาสามารถทำได้ สารลดแทงต่าง ๆ ที่เคลื่อนที่ไปตามสายการเดินทางจะแข่งขันกับสารป้องกันแทงต่าง ๆ เช่น กรดกลีเซอรีนโมโนสเตอเรตเพื่อเข้าสู่จุดสัมผัสผิว ดังนั้นการใช้สูตรที่มีทั้งสองประเภทอาจทำให้ไม่สามารถให้ประสิทธิภาพได้อย่างเต็มที่ ในสารป้องกันไฟ, วัตถุดิบจากก๊าซคาร์บอนเพิ่มความร้อนและสามารถลดค่าอัตราออกซิเจนขีดสุดได้ประมาณหนึ่งจุดหรือมากกว่านี้หากใช้มากจนเกินไป ดังนั้นจำนวนที่ใช้ต้องปรับให้เหมาะสมตามค่าระดับความไวไฟของวัตถุดิบแทนที่จะปรับตามความสามารถในการผลิตเท่านั้น สารเสริมความแข็งแกร่งจากแอมินที่ถูกกักขังอาจสัมผัสกับสารที่มีคุณสมบัติเป็นสารกรดจากวาฟที่ถูกทำลายและสบู่เหล็กบางชนิด ควรตรวจสอบสูตรเต็มรูปแบบเสมอ แทนที่จะทดสอบสารเพิ่มเติมแยกกัน
การเปลี่ยนการวางแท่งเหล็กที่มีผลให้คุณภาพของมาสเตอร์แบทช์น้ำมันลูบราคิชดีขึ้นมากที่สุดคือการเปลี่ยนอย่างไร?
การเคลื่อนย้ายสารลูบไรค์จากถังหลักไปยังเครื่องใส่สารลูบไรค์ด้านล่างที่วางอยู่หลังจากโซนละลาย การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถกำจัดคราบเคลือบของเม็ดแข็งที่ทำให้เกิดการสะสมของอุปกรณ์ใส่เม็ดและการลื่นของแปรงได้ ทำให้ตัวนำสามารถละลายได้ในสภาวะปกติ และมักจะเพิ่มความสามารถในการผลิตที่มีความมั่นคงได้ถึง 20% หรือมากกว่านั้น โดยเพิ่มความสม่ำเสมอในการจัดส่ง The second most valuable change is replacing aggressive 90-degree kneading blocks with narrow-disc distributive elements or toothed mixing elements.
คุณสมบัติของมาสเตอร์แบทซิลิโคนคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายที่สูงกว่ากับสลิปอิมิด้วยหรือไม่?
ขึ้นอยู่กับความต้องการ สำหรับการเปิดกระเป๋าแบบง่ายในฟิล์มสินค้าอย่างเดียว, เออรูซามิดที่มีค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าค่าใช้จ่ายของค่าเฉลี่ยสามารถให้ค่าความติดกันที่จำเป็น และซิลิโคนจะเป็นการกำหนดค่าที่เกินไป สำหรับส่วนที่มีความเสียหายสำคัญ, กระเป๋าเคเบิลที่ต้องถูกดึงผ่านท่อ, สิ่งอำนวยความสะดวกภายในรถยนต์ที่ต้องทนต่อการขีดข่วน, หรือการใช้งานใด ๆ ที่การเคลื่อนย้ายและการสะสมของสารบนผิวเป็นเรื่องที่ไม่สามารถยอมรับได้, มาสเตอร์แบทช์ซิลิโคนจะให้ระดับการทำงานที่ทนทานและไม่เคลื่อนย้ายได้ ซึ่งอิมิดจะไม่สามารถแข่งขันได้ ค่าความคุ้มค่าของการเพิ่มค่าเป็นที่ยอมรับเมื่อวิธีการป้องกันที่ใช้มีต้นทุนสูง
ควรเก็บมาสเตอร์แบทช์น้ำมันหล่อลื่นไว้อย่างไร?
ในบรรจุภัณฑ์ที่ป้องกันความชื้นอย่างแน่นหนา, ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 30 องศาเซลเซียส, อยู่ห่างจากแสงแดดและแหล่งความร้อนโดยตรง, และใช้ภายในระยะเวลาการเก็บรักษาโดยผู้ผลิต ผลิตภัณฑ์ที่มีแอมิดเป็นสิ่งที่ไวต่อความชื้นที่สุด: การเก็บรักษาในอุณหภูมิสูงกว่า 40 °C จะทำให้เกิดการบวมของผิวภายในถุง, ทำให้เกิดคราบขาวที่เป็นฝุ่นบนเม็ด, และอาจทำให้เกิดการติดขัด ผลิตภัณฑ์ที่มีสเตอรีนจะดูดความชื้นจากอากาศได้อย่างรวดเร็ว และควรรีดื้อถุงหากถุงเปิดอยู่ ควรปรับอุณหภูมิของพาเลทให้อยู่ในอุณหภูมิของห้องทำงานก่อนที่จะเปิดพาเลท เพื่อป้องกันการเกิดความชื้นบนพาเลทที่เย็น
สารผสมลดแรงติด (lubricant masterbatch) สามารถช่วยในการประมวลผลวัสดุที่รีไซเคิลได้หรือไม่?
ใช่ และเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันที่มีการเติบโตอย่างรวดเร็วที่สุด สารรีไซเคิลหลังการใช้งานมักมีการกระจายของน้ำหนักโมเลกุลที่กว้างขึ้น, การแตกของสายโมเลกุลจากประวัติการทำความร้อนก่อนหน้า, การรับสารมลพิษจากแผ่นฉลากและยางกาว, และการรับสารมลพิษข้ามประเภทของโพลีเมอร์ ผลลัพธ์คือความหนืดของวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ, ความเรียบสวยของผิวที่ไม่ดี และการสะสมของตัวแท่งที่เพิ่มขึ้น กล่องสารลดแรงตึงภายใน-ภายนอกที่ผสมกันช่วยทำให้ช่วงการผลิตคงที่, ลดอุณหภูมิละลาย และด้วยเหตุนี้ลดการเสื่อมสภาพลง, และป้องกันการไหลออกมาที่ส่งผลให้เกิดการติดสนิม ภายในกลุ่ม Wanplas, Polyretec จัดหาเครื่องมือการล้างและการรีไซเคิลส่วนแรก ส่วน Kerke จัดหาลำเลียงสายเครื่องบดสองลูกกลิ้งที่นำส่งชุดน้ำมันล้างนี้นั้น
คำสรุป
มาสเตอร์แบทช์น้ำมันหล่อลื่นช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีความแม่นยำ ความเข้าใจเกี่ยวกับกลุ่มสารเพิ่มเติมดีมาก, สิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องถูกระบุอย่างชัดเจน, และช่วงขนาดที่ใช้งานอยู่กว้างพอที่จะทำให้ความผิดพลาดที่มากกว่า 2 เท่าเปลี่ยนประโยชน์ให้กลายเป็นข้อบกพร่อง วิธีการที่มีระเบียบเรียบร้อยคือเริ่มต้นจากความต้องการของฟังก์ชัน – ลดความหนืด, ปลดปล่อยโลหะ, หรือการลื่นภายในการใช้งาน – แทนที่จะเริ่มต้นจากชื่อผลิตภัณฑ์; การเลือกเคมีโดยการรับรองความสมดุลภายใน-ภายนอกและความทนทานต่อความร้อน; การจับคู่ระบบเชื่อมต่อและอัตราการไหลของวัสดุร้อนกับโพลีเมอร์หลัก; การแสดงขนาดของสารละลายในหน่วย phr และการวาดกราฟความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของสารละลายกับผลลัพธ์ แทนที่จะยอมรับค่าทางเลือกของผู้ผลิต; และการยืนยันการผลิตแบบเต็มรูปแบบสำหรับความสามารถในการพิมพ์, การสร้างความแน่น, ความแข็งแรงของเส้นการเชื่อมต่อ และการรองรับมาตรฐานก่อนการขยายขนาด
ในด้านการผลิต การสื่อสารก็ชัดเจนเท่ากัน มาสเตอร์แบทช์ลูบริคไม่ใช่สารสกัดสี และการใช้วิธีคำนวณสกรูกระจายสีกับระบบวาซาจะทำให้เกิดการลื่นไถล ความเปลี่ยนแปลงของความร้อน และการกระจายที่ไม่ดี การใช้พลังงานที่มีความเฉพาะเจาะจงต่ำ, รูปร่างของท่อที่เรียบและเย็น, การใส่ส่วนผสมด้านล่างสายไฟ, อุปกรณ์ผสมที่มีความละเอียดอ่อน, การลดความชื้นด้วยการใช้ความดันลบอย่างมีประสิทธิภาพ, และวิธีการผลิตเม็ดที่เหมาะกับความแข็งของวัตถุเป็น 6 ปัจจัยที่แยกชนิดเครื่องผลิตที่มีผลผลิตที่สูงและมีความมั่นคงออกจากเครื่องผลิตที่มีปัญหา
Kerke, โรงงาน Wanplas ที่มีประสบการณ์มากกว่า 12 ปีในการสร้างเครื่องบดแบบคู่หมุนร่วมกัน และมีเครื่องมากกว่า 2,000 เครื่องใน 70 ประเทศ ระบบ KTE-Series เป็นเครื่องที่ผู้ผลิตสารผสมใช้สำหรับงานนี้อย่างตรงไปตรงมา - จากเครื่อง KTE-16 ที่ใช้ในการทดลองระดับ phr ไปจนถึงเครื่องผลิต KTE-52 และ KTE-65 เครื่องบดขนาดใหญ่ KTE-135D และการตั้งค่าสองระดับ KTE-SE สำหรับสารผสมที่ต้องระวังความร้อน ด้วยมาตรฐานการออกแบบที่แน่นหนาและนโยบายโรงงานเปิดที่แบ่งปันกันของแบรนด์ Wanplas, การให้บริการอะไหล่ฟรีทุกปี และเครือข่ายบริการทั่วโลก Kerke ช่วยให้ลูกค้าสามารถใช้งานได้ตั้งแต่การทดลองการผลิตไปจนถึงการเปิดใช้งานและการปรับปรุงผลผลิตในระยะยาว หากคุณกำลังพัฒนาระบบการผลิตผงหล่อลื่นในปี 2026 ให้เริ่มต้นด้วยการศึกษาแบบขนาดห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของการใช้งานและผลลัพธ์ ควรกำหนดการทดสอบการรับรองก่อนที่จะขยายขนาด และระบุเครื่องผลิตผงหล่อลื่นที่คุณจริงๆต้องการ
