Düşük sıcaklık dayanımlı masterbatch, dondurulmuş depolar, Arktik boru hatları, alpin yollar ve soğuk depolama zincirinin sert soğukluğundan kurtulmak zorunda olan plastik parçaların sessiz savunucusudur. Bir polimerin, cam geçiş sıcaklığından düşmesiyle, enerji almasını sağlayan moleküler hareketliliğini kaybeder ve oda sıcaklığında esnek olan bir parça ilk darbeye karşı kırılabilir. İyi tasarlanmış düşük sıcaklık dayanımlı bir masterbatch, bu arızanın oluşma noktasını hizmet sıcaklığının çok altında tutar. Böylece dondurulmuş gıda kapları sağlam kalır, otomobil çamurlukları kışlık park alanlarında dayanabilir, ve zemin membranları sıfırın altında bir inşaat alanında da dayanıklıdır. Bu kılavuz, ASTM D746 ile ölçülen cam geçiş sıcaklığı ve kırılgan noktadan, sertleştirici maddeler, uyumlandırıcılar, taşıyıcı reçineler, seyreltme oranları ve ham bileşenleri sabit, dağıtılabilir bir pelet haline getiren çift şaft karıştırma işlemi gibi, soğuk dayanımlı formülasyonların arkasında yer alan bilimsel ve üretim teknolojisini açıklamaktadır.
Kerke, 12 yılı aşkın bir süredir çift şaftlı karıştırma extruderlerine odaklanan Wanplas fabrikası, 70'den fazla ülkede bu tür masterbatch'leri büyük ölçekte üreten KTE serisi eş-çevrilen paralel çift şaftlı extruderleri üretmektedir. KTE-16B veya yüksek kapasiteli KTE-135D hattında bir laboratuar deneyi yaparsanız da aynı ilkelere uymak gerekir. Kırılgan nokta masterbatch'in nasıl formüle edildiği ve karıştırıldığı anlaşılmasının, karıştırıcılar, dönüştürücüler ve marka sahipleri için doğru ürünü belirlemelerine ve maliyetli soğuk hava koşullarında meydana gelen sorunlardan kaçınmalarına yardımcı olmaktadır. Bu makalede, bir masterbatch'in "düşük sıcaklık dayanımlı" etiketi alıp almayacağını belirleyen test standartları, malzeme aileleri ve işlem parametrelerine değinilecektir.
Düşük Sıcaklık Dayanımlı Masterbatch Nedir?
Düşük sıcaklık dayanımı sağlayan bir masterbatch, elastomerik katkı maddeleri, uyumluluk sağlayıcıları ve bazen nanofillerlerin, son ürünle uyumlu bir polimer içerisinde yüksek konsantrasyonda karıştırılmasıdır. Film fırlatma, bor eksütüyonu, enjeksiyon kalıplama veya levha eksütüyonu sırasında 2 ila 20 oranında bir düşürme oranıyla bir temel reçineye eklenir ve bitmiş ürünün kırılma noktasını aşağıya kaydırır. Masterbatch formatı, bir üretim hattına direkt olarak bir kauçuklu sertleştirici veya nanoklayu dağıtmanın zor olması nedeniyle varlığını sürdürmektedir; ön karıştırma, homojen dağılımı, stabil depolamayı ve tekrar edilebilir dozajı garanti eder.
Her soğuk dayanımlı masterbatchin ölçülebilir amacı, çentikli bir örnekin darbe testinde kırılması için gereken sıcaklığı düşürmektir. Doldurulmamış polipropilenin, bu sınır değeri genellikle -10 C civarında olur; doğru sertleştirilmiş bir sınıf, -40 C'de de dayanıklı kalabilir. Polietilen -60 C'nin altında iyi performans gösterir, bu nedenle masterbatch orada, kötü bir temelden kurtulmak yerine bu performansı ayarlamak ve korumak için kullanılır. İşlev her zaman aynıdır: polimeri, tüm servis sıcaklık aralığında, dayanıklı ve enerji emici halde tutmak.
Düşük sıcaklık masterbatch, normal darbe modifikatörü masterbatch'ten farklı olarak, önemine odaklanır. Genel amaçlı darbe modifikatörleri, oda sıcaklığında dayanıklılığı artırır; soğuk dayanımlı sınıflar ise özellikle sıfırın altında kalan koşullara uygun olarak optimize edilir, bu da, mukavemet artırıcıların kendi cam geçiş sıcaklığının hedeflenen hizmet sıcaklığından çok daha düşük olması ve kauçuk parçacıklarının ince bir şekilde dağıldığını ve matriksle iyi bir şekilde bağlandığını sağlamak anlamına gelir. Bu ayrım, aşağıda tartışılan her formülasyon ve işlem seçimini yönlendirir.
Üretim açısından, masterbatch, bir dağıtım sorunudur. Aktif sertleştirici genellikle taşıyıcıyla sınırlı uyumluluk gösteren bir pellet veya toz olarak girer, bu nedenle karıştırma aşamasında mikro veya sub-mikron damlacıklar haline getirilmesi, bu morfolojinin stabilizasyonu ve sertleştiriciyle kapsülleştirilmesi gerekir, böylece partiküller birleşmez. Bu nedenle, basit karıştırma yerine, ikiz vidalı ekstrüzyon, ciddi soğuk dayanımlı masterbatchlerin standart yoludur.
Düşük sıcaklık kırılganlık mekanizması ve cam geçiş sıcaklığı
Düşük sıcaklık kırılganlığı moleküler hareketlilikten kaynaklanır. Bir polimer zincir bölümü sadece Tg (cam geçiş sıcaklığı) üzerinde dönebilir ve kayabilir. Servis sıcaklığı Tg'nin altına düştüğünde, amorf bölgeler, kırılgan bir halde donar ve malzeme, keskin bir yük altında yerel olarak esneklik yeteneğini kaybeder. Daha sonra bir çatlak, zayıflama yerine yayılır ve parçanın kırılgan bir şekilde, çoğu zaman felaketle sonuçlanan bir şekilde bozulması meydana gelir. Bu nedenle, cam geçiş sıcaklığı, soğuk davranışı tahmin etmek için en önemli tek sayıdır, ancak pratik kırılma noktası, kristalite, kesikler gibi stres konsantrasyonları ve darbe hızına da bağlıdır.
Polietilen ve polipropilen gibi kristal polimerler, hem kristal hem de amorf bölgeler içerdiğinden, resimleri karmaşıklaştırır. Kristaller fiziksel bağlayıcılar olarak işlev görür ve malzemeye dayanıklılık kazandırır, ancak kristaller arasındaki amorf bağ parçaları düşük sıcaklıkta hareketli kalmalıdır. Yüksek yoğunluklu polietilen gibi bir polimerin -120 C yakınında çok düşük bir Tg değerine sahiptir, bu nedenle amorf segmentleri dondurucu ortamında bile hareketli kalır. Polipropilenin -10 C yakınında çok daha yüksek bir Tg değeri vardır, bu nedenle düşük sıcaklık dayanımı doğal olarak daha kötüdür ve sertleştirici bir masterbatchten en fazla yararlanır.
İkinci, düşük Tg'li kauçuk fazının, sert matriks içinde dağıtılmasıyla sertleştirme işlemleri gerçekleştirilir. Bir çatlama çalışmaya kalkınca, kauçuk parçacıkları kaviteler veya ayrışır ve çok küçük boşluklar oluşturur, böylece yerel stres alanını rahatlatır; matris daha sonra kırılmadan shear ile bükülür. Bu çoklu kırılma ve kesme dayanımı mekanizması tarafından absorbe edilen enerji, kırılgan bir kırılmayı esnek bir kırılmaya dönüştürür. Mekanizmanın verimliliği üç şeye bağlıdır: Kauçuk Tg, hizmet sıcaklığının altında olmalıdır, kauçuk parçacıkları küçük ve çok sayıda olmalıdır ve kauçuk-matrisi arayüzü, stresi transfer etmek için yeterince güçlü ancak kavitasyonu önlemek için yeterince zayıf olmalıdır.
Kristalizasyon, soğuk dayanıklılığı da dolaylı olarak artırır. Daha yüksek bir kristalite derecesi, ısı deformasyon sıcaklığı ve sertliği artırır, ancak büyük sferelitler oluşturup hasar noktaları oluşturursa, darbe dayanımını da azaltabilir. Nükleasyon ajanları ve extrüzyon veya kalıplama sırasında kontrol edilen soğutma, bu nedenle masterbatch etkisiyle etkileşir. Aşağıdaki tablo, yaygın konuk polimerler için tipik odaya ilişkin ve düşük sıcaklık göstergilerini özetler; değerler tipik aralıklar olup, kalite, molekül ağırlığı ve kopolimer içeriği ile değişir.
Ortak konuk polimerlerin tipik termal ve darbe göstergeleri
| Base Polymer | Glass Transition Tg (typical) | Brittle Point (untreated, typical) | Notched Izod at 23 C (typical) | MFI range (g/10min, typical) |
|---|---|---|---|---|
| HDPE | about -120 C | below -100 C | 5 to 10 kJ/m2 | 0.2 to 30 |
| LLDPE / LDPE | about -110 C | below -80 C | 10 to 30 kJ/m2 (notched film) | 0.5 to 50 |
| PP (homopolymer) | about -10 C | near -10 C to -20 C | 2 to 4 kJ/m2 | 1 to 40 |
| PA6 / PA66 (dry) | about 50 C | near -40 C (conditioned lower) | 4 to 6 kJ/m2 | 1 to 30 |
| PC | about 145 C | below -40 C | 40 to 60 kJ/m2 | 3 to 30 |
| ABS | about 100 C to 110 C | near -30 C to -40 C (toughened) | 15 to 25 kJ/m2 | 5 to 40 |
Ana mesaj, Tg'nin kırılgan noktaya eş değildir olmasıdır. Polipropilenin -10 C yakınındaki Tg değeri, kristal yapısı ve morfolojisi nedeniyle pratik kırılma noktasından çok daha yüksek, nylonun yüksek Tg değeri ise, koşullandığında -10 C altında iyi bir darbe dayanımı sağlayamadığı için, mekanik tepkiyi kristal fazının belirlediği için böyle değildir. Düşük sıcaklık dayanımı sağlayan bir masterbatch, ilgili standartta ölçülen gerçek kırılma noktasıyla değil, yalnızca Tg ile karşılaştırılır.
Kırılganlık Noktası ve Düşük Sıcaklık Etkisi Test Standartları
Soğuk dayanımı, formülasyondan tahmin edilmeyen, test ile kanıtlanması gereken bir iddiadır. Birkaç standart, plastiklerin kırılma noktası ve düşük sıcaklıkta darbe dayanımını nasıl ölçeceğini tanımlar ve güvenilir bir düşük sıcaklık dayanımlı masterbatch, genellikle en az bir kırılma noktası yöntemi ve bir darbe yöntemiyle karşılaştırılır. En çok kullanılanlar, kırılma noktası için ASTM D746, çentikli Izod darbe için ASTM D256, Charpy darbe için ASTM D6110, uluslararası kırılma noktası eşdeğeri olarak ISO 974 ve Çin ulusal kırılma noktası yöntemi olarak GB/T 5470'dir.
ASTM D746, kırılgan sıcaklığı, genellikle 2 °C veya 5 °C adımlarında bir dizi düşen sıcaklıkta, bir çarkla delikli bir örnek vurularak ve 50%'lik örneklerin kırılgan kırılma ile kırıldığı sıcaklığı belirler. Sonuç, kırılgan noktası olarak bildirilir ve malzeme, çoğunlukla dayanıklı davranıştan çoğunlukla kırılgan davranışa geçtiği sırayı ifade eder. Bu, sürekli enerji ölçümü yerine geçerli/geçersiz sınır testi yapar ve bu nedenle minimum hizmet sıcaklığı belirlemek için idealdir.
ASTM D256, belirli bir sıcaklıkta (en çok -20 C, -30 C veya -40 C) kırık olan bir Izod örnek tarafından emilen enerjiyi ölçer ve bu sayede soğuk performansını değerlendirir. ASTM D6110, Charpy asma konfigürasyonunda aynı işlemi gerçekleştirir. Her iki de sonucu kJ/m2 (kilojoule/metrekare) birimlerinde ifade eder ve parçanın sıcaklık düşerken ne kadar etkileşim enerjisi tuttuğunu gösterir. İyi soğuk dayanımlı polipropilen, 23 C'de yaklaşık 3 kJ/m2 olan çizikli Izod tırmanışını, sertleştirilmeden -20 C'de 20 kJ/m2'yi aşan bir değerle gösterir, bu da sınıfa ve yatırma oranına bağlıdır.
ISO 974 ve GB/T 5470, ASTM D746 ile prensipte aynıdır, aynı sıralı soğutma yöntemini kullanır, bu nedenle global tedarik zincirlerinde sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılabilir. Bir masterbatch farklı sistemler kapsayan pazarlara satıldığında, kırılma noktasını üç sistemde de bildirmek, alıcıların güvenini sağlar. Aşağıdaki tablo standartları amacına, örneklerine ve ürettiği metriklere göre haritalandırmaktadır.
Soğuk Havada Test Standartları Karşılaştırması
| Standard | Test Type | Specimen | Reported Metric | Typical Use in Masterbatch QC |
|---|---|---|---|---|
| ASTM D746 | Brittle point (impact at descending T) | Notched rectangular bar | Brittle temperature, C | Primary low-temperature spec claim |
| ASTM D256 | Notched Izod impact | Notched Izod bar | kJ/m2 at fixed T | Energy retained at -20 / -40 C |
| ASTM D6110 | Charpy impact | Notched Charpy bar | kJ/m2 at fixed T | Cross-check to Izod |
| ISO 974 | Brittle point (intl.) | Notched bar | Brittle temperature, C | EU / global equivalence to D746 |
| GB/T 5470 | Brittle point (China) | Notched bar | Brittle temperature, C | China market compliance |
Masterbatch belirlemek için, pratik olarak ASTM D746'dan kırılma noktası hedefi belirlenir (örneğin, -40 C'nin altı) ve ardından bu sıcaklıkta tutulan enerji ASTM D256 veya D6110 ile doğrulanır. Her iki durumun raporlanması, -40 °C'de teknik olarak "kırılmaz" olmasına rağmen neredeyse hiç enerji absorbe etmeyen bir parça için güvenlik açısından kritik bir parça olarak kabul edilmesini engeller. Alıcılar, ince filmler ve kalın kesitler çok farklı davranırlar, bu nedenle test sıcaklığı ve örnek kalınlığı da talep etmelidir.
Soğuk direncine karşı sertleştirici ajan sistemleri
Düşük sıcaklık dayanımlı bir masterbatch'in kalbi, sertleştirici maddedir ve POE, EPDM, SBS, MBS, CPE ve EVA arasında yapılan seçim, kırılgan noktanın ne kadar düşebileceğini, kauçukun ne kadar iyi dağıtılabileceğini ve maliyet seviyesinin ne olacağını belirler. Her elastomerin kendi kırılma noktası sıcaklığı, polarite ve uyumluluk aralığı vardır, bu nedenle doğru seçim, taşıyıcı reçine ve hedeflenen hizmet sıcaklığına uygun olmalıdır.
POE, yani poliolefin elastomer, metallocen ile üretilen etilen-oktenen kopolimer olup, Tg değeri genellikle -60 C civarındadır. Polyolefin taşıyıcılar için vazgeçilmez bir malzemedir, çünkü poliolefin yapısı PE ve PP'de kolayca dağıldığından, uygun maliyet seviyesinde mükemmel bir düşük sıcaklık darbe dayanımı sağlar. POE, oda sıcaklığında dayanıklılığı artırır ve daha önemlisi, polipropilenin -40 C'ye kadar dayanıklılığını, kullanışlı yükler altında korur. Bu, soğuk zincir filmi, dondurulmuş gıda kapları ve PE veya PP hostlu boru için varsayılan seçenektir.
EPDM, etilen propilen dien monomer kauçuk, poliolefin ailesinin düşük Tg'yi paylaşır, ancak doymuş yapısı nedeniyle üstün ısı yaşlanma ve hava koşullarına dayanıklılığı sunar. POE'den daha pahalıdır ve biraz daha zor dağıtılır, ancak makale, otomobil dış kısımları ve geomembranlar gibi soğuk ve dış ortamda kullanılan yerlerde tercih edilir. EPDM, bazı karıştırma yöntemlerinde önemli olan, daha yüksek işlem sıcaklıklarını da bozulmadan tolere eder.
SBS, styrene-butadiene-styrene blok kopolimer, butadienin orta blokunun düşük sıcaklıkta hareketli kalması sayesinde PS, ABS ve bazı PP karışımlarında iyi soğuk darbe dayanımı sağlayan çok yönlü, düşük maliyetli bir katkıdır. Bunun zayıf noktası, UV ve oksidasyona karşı savunmasız olan doymamış polibutadien segmentidir. Bu nedenle, SBS bazlı masterbatches, kapalı veya korunmuş uygulamalar için uygundur. MBS, metil metakrilat-butadien-stiren, PVC ve transparan sistemler için klasik bir açık-çarpışma modifikatörüdür; düşük sıcaklıkta çarpışmayı artırırken, uygun maliyet seviyesinde ve yüksek düzeyde şeffaflığı korur ve kışa dayanabilmesi gereken sert PVC profil ve levhalarda yaygın olarak kullanılır.
CPE (klorlu polietilen), PVC ve bazı mühendislik karışımlarında kullanılan esnek, yangın dayanımlı bir sertleştiricidir; düşük maliyetli bir seviyede orta derecede soğuk darbe dayanımı ve mükemmel hava dayanımı sağlar, ancak düzenlenmiş uygulamalar için klor içeriği ve yüksek yoğunluğu dikkate alınmalıdır. EVA (etilen-vinil asetat), poliolefin ve polar karışımların etkili Tg'yi düşürür, esnekliği artırır ve iyi bir şekilde kaplar; düşük sıcaklık ve yumuşaklık gereken film ve kablo bileşiklerinde, düşük veya orta seviyede bir maliyetle kullanılır.
Katkı Maddesi Sistemi Karşılaştırması
| Toughener | Approx. Own Tg | Best Carrier Fit | Low-Temp Efficiency | Weather / Heat Aging | Cost Tier |
|---|---|---|---|---|---|
| POE | about -60 C | PE, PP | High | Medium | Medium |
| EPDM | about -50 C to -60 C | PE, PP, TPE | High | High | Medium-High |
| SBS | about -80 C (mid-block) | PS, ABS, PP blends | Medium-High | Low (UV sensitive) | Low-Medium |
| MBS | about -50 C | PVC, transparent blends | Medium-High | Medium | Medium |
| CPE | about -40 C (varies) | PVC, blends | Medium | High | Low |
| EVA | about -30 C to -60 C (by VA) | PE, polar blends | Medium | Medium | Low-Medium |
Pratik kural, polariteyi eşleştirmektir. POE ve EPDM, poliolefinlerde mutlu bir şekilde yaşar; MBS ve CPE, PVC ile birlikte bulunur; SBS, styreneik ve bazı olefinik karışımlara uyum sağlar; EVA, poliolefin ve polar sistemleri birbirine bağlar. Ev sahibi ve güçlendirici uyumsuz olduğunda, ne kadar yükleme yapılırsa yapılsın, doğru dağıtım sağlanamaz ve bileşik iyi bir darbe dayanımı ve yüzey kusurları gösterir. Bu nedenle, uyumluluk sağlayıcılar çok önemlidir.
Soğuk dayanımlı masterbatchlerde nanofiller ve uyumlandırıcılar
Nanofillerler ve uyumlandırıcılar, iyi bir sertleştiriciyi güçlü, işlem stabil bir masterbatch'e dönüştüren destek oyuncularıdır. Nanofillerler (nanokil, nano-kalsiyum karbonat ve yüzey işlenmiş silika gibi) kendileri Tg'yi düşürmezler, ancak kristal yapısını iyileştirirler, çatlak yayılmasını engellerler ve bariyer ve sertlik özelliklerini geliştirirler, bu da kompozitin etkili düşük sıcaklık performansını artırır. Etkileri, mikro çatlakların içerikler tarafından başladığı ince filmler ve borularda dolaylı olsa da değerlidir.
Büyüğe sahip teker, uyumlandırıcıdır ve poliolefin soğuk toleranslı masterbatch'te en yaygın olanı, PP-g-MAH olarak yazılan maleik anhidritiyle bağlanan polipropilendir. Bu molekül, taşıyıcıyla karışan polipropilen bir yapıya sahip ve erkek anhidrit grubu, polar yüzeylerle reaksiyona girer veya bunlara tutunur, bu yüzeyler polar bir yapıştırıcı, nanofiller veya PA veya ABS gibi polar bir taşıyıcı olabilir. PP-g-MAH olmadan, polipropilen eriyiğinde bulunan bir POE veya EPDM damlacığı, büyük damlacıklar haline gelme eğilimi gösterir ve darbe altında kopar. Bu nedenle, sertleştirme verimi düşer. Doğru nakil seviyesi ile, kauçuk parçacıkları küçük ve sıkı bir şekilde bağlı kalır ve -40 C'de etkileşim dramatik olarak artar.
Mühendislik reçine hostlar için, diğer ekli poliolefinerler veya reaktif bağlayıcı maddeler aynı rolü oynar. PA bazlı soğuk dayanımlı masterbatch'te, maleatli bir poliolefin veya poliamid ile uyumlu bir elastomer greft, naylon matrisi ve kauçuk faz arasında köprü oluşturur. PVC sistemlerinde, MBS, matriksle bağlanabilen metakrilat grupları taşır, böylece ayrı bir kompatibilizmanın ihtiyacı azalırken, CPE ise klor içeriğinden dolayı kısmen uyumludur.
Uyumlandırıcı dozajı bir denge sorunudur. Az miktarda ise a arayüz zayıf olur; çok fazla ise ekli asit grupları bozulmayı kataliz edebilir veya fayda sağlamadan maliyet artışına neden olabilir. Tipik PP-g-MAH eklemesi, genellikle formülün %2 ila %6'sı arasında, genellikle tek haneli bir oranda masterbatch içerisinde yer alır. Doğru seviye, torsiyon, dağılım ve son etkisi sonucuna göre ayarlanır. Çünkü graft, eriyikte tepkimeye girer, bu nedenle çift şaftli proses, resin üzerinde fazla iş yapmadan işini yapması için yeterli kesme ve kalma süresini sağlamalıdır.
Düşük Sıcaklık Masterbatch İçin Taşıyıcı Reçine Seçimi
Taşıyıcı reçine, aktif maddeleri taşıyan ortamdır ve son ürünle uyumlu olmalıdır, böylece masterbatch, matriks içinde kaybolmalı ve zayıf ikinci bir faz oluşturmamalıdır. Taşıyıcı seçimi, sertleştirici seçimi kadar önemlidir, çünkü uygun olmayan bir taşıyıcı, plaka çıkışı, kötü dağılım ve mekanik özelliklerde düşüşe neden olur. Ana taşıyıcılar PE, PP, PA, PC ve ABS'tir ve her biri bir konuk aile ile eşleştirilmiştir.
Polietilen filmler, borular ve geomembranlar için, LLDPE veya LDPE taşıyıcı ideal bir seçenektir. Zaten düşük sıcaklıkta iyi performans gösteriyor, bu nedenle masterbatch sadece sertleştiriciyi sunmalı ve temel özellikleri korumalıdır. Polipropilene için, rastgele veya blok kopolimer PP taşıyıcı en iyi uyumu sağlar ve POE veya EPDM'in temiz bir şekilde dağılmasını sağlar; sertlik korunması gereken durumlarda homopolimer PP taşıyıcıları da kullanılır. Naylon parçalar için, PA6 veya PA66 taşıyıcı, sertleştiriciyi mühendislik parçasına taşır ve daha yüksek işlem sıcaklığından kurtulur. PC ve ABS karışımlar için, aynı aileden bir taşıyıcı, ürünü bulanıklığa uğratacak veya zayıflatacak bir yabancı fazın girmesini önler.
Taşıyıcı erime indeksi, yani MFI, ana malzemeyi takip etmelidir, böylece masterbatch ve temel reçine karışımı homojen bir şekilde gerçekleşmelidir. Ev sahibi ile kıyaslandığında çok daha yüksek MFI'ye sahip bir taşıyıcı, göçebilir veya çiçek açabilir; çok daha düşük MFI'ye sahip bir taşıyıcı ise dağılamayabilir. Tipik taşıyıcı MFI değerleri, işleme bağlı olarak yaklaşık 1 ila 50 g/10 dakikada değişir. Film kaliteleri genellikle hızlı erime için yüksek MFI taşıyıcıları kullanırken, boru kaliteleri ise dayanıklılığı korumak için daha düşük MFI taşıyıcıları kullanır. Aşağıdaki tablo, taşıyıcı seçeneklerini ve sonuçlarını özetlemektedir.
Taşıyıcı reçin seçimi kılavuzu
| Carrier Resin | Typical Host Application | Inherent Low-Temp Behavior | Suggested Toughener | Cost Tier |
|---|---|---|---|---|
| LLDPE / LDPE | PE film, pipe, geomembrane | Excellent (below -80 C) | POE, EPDM, EVA | Low |
| PP (co / homo) | PP crates, automotive, containers | Moderate (near -10 C) | POE, EPDM, SBS | Low |
| PA6 / PA66 | Engineering parts, cable ties | Good (near -40 C conditioned) | Grafted POE, EPDM | High |
| PC | Transparent, impact parts | Excellent (below -40 C) | Silicone, MBS-type | Premium |
| ABS | Appliance, automotive interior | Good with toughener | MBS, SBS, EVA | Medium |
Ev sahibi bir karışım ise, taşıyıcı, disperse faz yerine matrikste kalması için, sürekli fazı yansıtmalıdır. PP/PE karışımı için, PP zengini bir taşıyıcı genellikle güvenlidir. Geri dönüştürülmüş içerikli ürünler için, geri dönüştürme akışının hakim olan reçineye yakın bir taşıyıcı, post-tüketici hammadde değiştiğinde bile master karışımı etkili tutar. Bu, geri dönüştürülmüş poliolefin kullanarak işleme yapan üreticilerin sıkça karşılaştığı bir sorundur.
Let-Down Oranı, Ekleme Seviyesi ve Maliyet Katmanları
Düşürme oranı, temel reçineye eklenen masterbatch miktarını toplamın yüzdesi olarak ifade eder. Düşük sıcaklık dayanımlı masterbatch için, normalde %2 ila %20 arasında değişir. Alt uç, PE ana malzemenin zaten iyi performans gösterdiği hafif yükteki soğuk zincir filmi kapsar; üst uç, -40 C ila -60 C arasında çalışan zorlu polipropilen veya mühendislik uygulamalarını kapsar. Minimum etkili yükleme seçilmesi, hem mülkleri hem de bütçeyi korur, çünkü her yüzde elastomerin sertliği ve ısı deformasyonunu azaltır.
Yükleme ve kırılma noktası arasında bir lineer olmayan ilişki vardır. Polyproplen içerisindeki iyi bir POE masterbatch'in ilk birkaç yüzde, kırılma noktasını -10 C'den -30 C'ye doğru çekerek en büyük kazanımları sağlar; her ek yüzde daha küçük bir düşüş sağlar ve sonunda bir seviyeye gelir. Bu nedenle aşırı dozlama israfdır: Kauçuk fazı bir kez doyuruldu ve iyi dağıtıldıktan sonra, ekstra katkı maddesi genellikle para harcar ve parçayı yumuşatır. Aşağıdaki tablo, POE ile PP-g-MAH kullanan tipik bir PP-host sisteminde düşüş oranını beklenen performansa ve göreli maliyet seviyesine bağlar.
Let-Down Oranı, Performans ve Maliyet Seviyesi
| Let-Down Ratio | Typical Brittle Point (PP host) | Notched Izod at -20 C (typical) | Stiffness Impact | Masterbatch Cost Tier |
|---|---|---|---|---|
| 2 percent | about -20 C | 8 to 12 kJ/m2 | Negligible | Low |
| 5 percent | about -30 C | 15 to 22 kJ/m2 | Slight | Medium |
| 10 percent | about -40 C | 25 to 35 kJ/m2 | Moderate | Medium-High |
| 15 percent | near -50 C | 35 to 45 kJ/m2 | Noticeable | High |
| 20 percent | near -60 C (formulation dependent) | 45+ kJ/m2 | Significant | Very High |
Burada "masraf katmanı" terimi, sadece temel reçineye göre masterbatch ekleme maliyetini, Düşükten Çok Yüksek'e kadar bir ölçekte ifade eder; bu terim, amaçlı olarak kesin fiyatlar ve herhangi bir para birimi değeri hariç tutulmuştur. Bir dönüştürücü, bu maliyeti soğuk zincir veya otomotiv konularında meydana gelebilecek bir sistem arızasının cezasından daha fazla olan az miktarda dozaj kullanmanın sağladığı tasarrufun üstünde tartmalıdır. Polietilen için, aynı tablo yukarı doğru kayar, çünkü taşıyıcı -60 C'nin altına oturur, bu nedenle 2 ila 5%'lik bir düşüş bile genellikle spesifikasyonu karşılayabilir.
Düşük Sıcaklık Masterbatch İçin İkiz Vidalı Karıştırma Süreci
Soğuk dayanımlı bir masterbatch üretmek, temel olarak bir dağıtım ve stabilizasyon problemi olup, çift eksenli paralel karıştırıcı ekstrüder, bu problemin çözülmesini sağlayan makinedir. Wanplas fabrikası olan Kerke, KTE-16B laboratuvar extruderinden KTE-135D üretim hattına kadar, oranları (L/D) 36 ila 52 arasında ayarlanabilen KTE serisini üretmektedir. Uzun, modüler silindir, karıştırıcıya ayrı işlevsel bölmeler yerleştirmeyi sağlar: besleme, eritme, dağıtım karıştırma, uyumlaştırma, boşaltma ve peletleme için basınçlandırma.
Tornavida, sabit bir ucu yerine değiştirilebilir elemanlardan oluşur. Taşıma elemanları, malzemeyi ileri doğru hareket ettirir; düşük sürtünme ve yüksek sürtünme karıştırma blokları ve dişli veya bilobal karıştırma elemanları ise dağıtım işini yapar. Bir sertleştirici masterbatch için tasarım amacı, kauçuktan ince damlacıklar oluşturmak ve onları orada tutmak. Az kesme, iri, eşit olmayan parçacıklar ve zayıf bir etki oluşturur; çok kesme, elastomer veya taşıyıcıyı ısıtabilir ve bozabilir. Tipik bir düzenleme, ilk olarak yumuşak bir erime bölgesi, ardından hedefli kırılma oluşturmak için kontrol edilen bir açıda yerleştirilmiş bir veya iki yoğurma blok kümesi, ardından karıştırma bölgesi ve bir vakum çıkışı kullanır.
Aktif yükleme yüksekse veya doldurucu maddenin aşırı çalışmasını önlemek için aşağı doğru bir dolgu maddesi eklenmesi gerekiyorsa, yan yedekleme önemlidir. Ağırlık kaybı besleme cihazı, sertleştiriciyi ve uyumlandırıcıyı yüksek doğrulukla ölçerken, yan besleme cihazı, erimiş malzeme oluşmaya başlamış olan borunun alt kısmına nanofilleri ekleyebilir. Sıvı besleyiciler, reaktif katkı maddeleri veya yağlayıcılar ile çalışır. Volümik ve crammer besleyiciler, yumuşak veya düşük hacim yoğunluğu olan tozları işleyebilir. Döşeme hassasiyeti, kırılgan noktanın bir partiden diğerine olan tekrar edilebilirlik derecesini doğrudan belirler.
Vakum boşaltma, tutulan hava, nem ve uçucu oligomerleri kaldırarak, aksi takdirde boşluklar oluşturacak ve düşük sıcaklık etkisini zayıflatacak maddeleri temizler. 36 ila 52 L/D hatta, vakum altında bir veya iki çıkış deliği standarttır; 48 veya 52 L/D makinesinin daha uzun silindiri, dağıtım ve devolatilizasyon için ek bir tutma süresi sağlar ve makine hızını riskli seviyelere çıkarmadan. Son olarak, erimiş madde bir ekran ve kalıbın üzerinden pompalanır ve formülasyona ve istenen pelet şekline bağlı olarak sualtı granülasyon veya zincir peletleme yoluyla peletlere kesilir.
Aşağıdaki tablo, tipik bir soğuk dayanımlı masterbatch üretiminde kullanılan işlem alanlarını ve her birinin görevini göstermektedir. Bu değerler başlangıç noktalarıdır; kesin olarak ayarlanan vidalı yapı ve set noktaları, Kerke'nin KTE hatlarında formülasyonlara göre ayarlanır ve kırılma noktası ve darbe testi ile doğrulanır.
Düşük sıcaklıkta masterbatch için çift vidalı işlem alanları
| Barrel Zone | Function | Typical Element Type | Process Goal |
|---|---|---|---|
| Feed (1 to 4 D) | Solids conveying | Conveying flights | Stable, surged-free feed |
| Melting (4 to 12 D) | Plasticize carrier | Low-angle kneading blocks | Full melt, no degradation |
| Dispersive (12 to 24 D) | Break up toughener | High-shear kneading + mixing | Fine, uniform rubber particles |
| Compatibilize (24 to 32 D) | React PP-g-MAH | Medium kneading blocks | Strong rubber-matrix interface |
| Vent (32 to 40 D) | Devolatilize | Reverse element + vacuum port | Remove air, moisture, volatiles |
| Metering (40 to 52 D) | Build pressure | Conveying flights | Steady die pressure for cutting |
İki dişli alanındaki rakipler, Almanya'daki Coperion, Japonya'daki JSW ve Almanya'daki Leistritz, bu teknolojide küresel standartları belirlerken, Kerke'nin KTE serisi de bilgisayar yardımıyla monte edilen dişler ve kendini temizleyen yoğurma tasarımıyla aynı ko-rotasyon paralel ilkesiyle tasarlanmıştır. Kendini temizleyen özellik, masterbatch kampanyalarında önemlidir, çünkü renk değiştirme veya aktif sistemler arasında geçişte geçişsel kirlenmeyi sınırlar, değişim süresini kısaltır ve soğuk dayanıklılık iddiasını korur.
Sıcaklık Profili ve İşlem Pencereleri
Tüplü sıcaklık profili, taşıyıcıyı erken bir aşamada eritmelidir, tüplü ortasında dağıtımla karıştırma sağlanmalıdır ve sonrasında elastomer veya uyumlandırıcıların aşırı ısınmasını önlemelidir. POE ve PP-g-MAH içeren polipropilen taşıyıcı için, profil genellikle besleme noktasındaki yaklaşık 160 °C'den, dispersif bölgedeki 200 °C ile 210 °C arasında bir zirveye yükselir, ardından dieye doğru hafifçe düşer ve malzeme sıvısının istikrarlı olmasını sağlar. Polietilen taşıyıcılar genellikle 150 °C ila 200 °C arasında çalışırken, PA ve PC taşıyıcılar daha yüksek ayar noktalarına ihtiyaç duyar ve bu ayar noktaları hala sertleştiriciye ait termal sınırı dikkate almalıdır.
Tornavida hızı ve besleme hızı, kalma süresini ve kesme ısınmasını belirler. Uzun bir L/D (örneğin 48 veya 52) aynı karıştırma kalitesi için daha düşük bir vida hızını mümkün kılar, bu da kauçukta termal stresi azaltır. Yüksek tornavida hızı, daha viskoz bir ısıtma sağlar, bu da yerel erime sıcaklığını ayar noktasının üstüne çıkartabilir ve sertleştiriciyi bozabilir; karıştırıcı, hızı soğutma kapasitesi ile dengelemektedir. Tork, şanzıman sınırları içinde kalmalıdır ve ani bir tork artışı genellikle kötü besleme veya tıkalı bir ekran anlamına gelir.
PP-g-MAH'in uyumlaştırma reaksiyonu zaman ve sıcaklık bağımlıdır. Yeterince soğuk veya yeterince hızlı ise, greft fazları birbirine bağlanmaz; yeterince sıcak veya yeterince yavaş ise, taşıyıcı yanabilir. Açık bölge, uçucu maddelerin hareketli olabileceği kadar sıcak olmalı, ancak vakum altında harçtan sızma olmaması için yeterince soğuk olmalıdır. Operatörler, ilk üretim partilerinde -20 C, -40 C ve -60 C sıcaklıklarında etkiyi test ederek pencerenin doğruluğunu kontrol eder ve kılavuz tasarımını veya ayar noktalarını kırılgan nokta hedefine marjla ulaşıncaya kadar ayarlar.
Soğutma ve peletleme, döngüyü kapatır. Su altı granülasyon, otomatik dozaj için ideal olan yuvarlak ve homojen peletler üretmekte, aynı zamanda düşük toz oluşumu sağlar. Su soğutmalı veya hava soğutmalı tel peletleme ise daha basit ve ısıya duyarlı veya yüksek dolgu oranına sahip yükler için uygundur. Her iki durumda da, pelletler kuru ve akışkan olmalıdır, böylece dönüştürücünün gravimetrik besleyici, düşürme oranını sabit tutabilir, çünkü dozlama sapması, alanlarda düşük performansın istikrarsızlığının başlıca nedenidir.
Soğuk hava koşullarında uygulama senaryoları
Soğuk dayanımlı masterbatch, plastik bir parça, aynı anda dondurma ve darbe riskiyle karşı karşıya olduğunda, yerini kazanıyor. 5 senaryo hakimdir: soğuk zincir paketleme, kutup ve alp bölgelerindeki boru hatları, otomobil dış kısımları, dondurulmuş gıda konteynerleri ve dış mekan geotekstil. Her bir set farklı bir kırılgan nokta hedefi belirler ve dolayısıyla farklı bir formül ve düşürme oranı sunar.
Soğuk zincir paketleme ve dondurulmuş gıda kapları, dondurma, taşımacılık ve bir depo zemine düşme sırasında sağlam kalmalıdır. Polietilen bir film veya kabın çok fazla yardıma ihtiyacı yoktur, çünkü PE zaten soğuk dayanıklıdır, ancak dondurulmuş hazır yemekler için kullanılan polipropilen bir kapta, -20 °C ila -40 °C sıcaklıklarda esneklik sağlayan %5 ila %10 POE masterbatch çok büyük yarar sağlar. Bölgesel ısıtma veya kaynak taşımacılığı için kullanılan polar ve alpinski boru hatları, en yüksek dereceleri gerektirir, sıklıkla -40 C ila -60 C değerlerini hedefler ve yeraltında uzun süreli dayanıklılık için PE veya PP taşıyıcılarla EPDM veya POE'yi ve dikkatli uyumluluk sağlar.
Otomotiv dış kısımları, çarpışma korumaları, kaplamalar ve aynalar dahil, kış etkilerine maruz kalır ve OEM kırılgan nokta özelliklerini karşılamalıdır, genellikle -30 °C ile -40 °C arasında. POE veya EPDM masterbatch içeren PP bazlı bileşikler standarttır ve yükleme, darbe ve sertlik değerlerini belirtilen seviyede tutmak için ayarlanır. Atık alanları, madencilik ve su tutma alanları için dış mekan kullanılan geomembranlar, soğuk kurulum sırasında kopma ve darbeye dayanıklı olmalıdır; HDPE ve LLDPE membranlar, dayanıklı, soğuktan etkilenmeyen bir kaplama için EPDM veya POE içeren masterbatch ile karbon tozu ve UV stabilizatörleri kullanır.
Soğuk hava koşullarında uygulama senaryoları
| Application | Typical Host | Target Service Temp | Suggested Toughener | Let-Down Ratio |
|---|---|---|---|---|
| Cold chain packaging film | LLDPE / LDPE | -20 C to -40 C | POE, EVA | 2 percent to 5 percent |
| Frozen-food containers | PP, PE | -20 C to -40 C | POE | 5 percent to 10 percent |
| Polar / alpine pipe | PE, PP | -40 C to -60 C | EPDM, POE | 10 percent to 20 percent |
| Automotive exterior | PP compounds | -30 C to -40 C | POE, EPDM | 8 percent to 15 percent |
| Outdoor geomembrane | HDPE, LLDPE | -40 C to -60 C | EPDM, POE | 5 percent to 12 percent |
Bunların dışında, düşük sıcaklıkta kullanılan masterbatch, soğuk bölgelerde kablo kaplamasında, yüksek enlemlerde yetiştirilen tarım filmlerinde ve donun ardından rahatça açılabilen pencereler için sert PVC profillerde kullanılıyor. Her durumda spesifikasyon, test terimleriyle yazılmalıdır: ASTM D746'dan bir kırılma noktası ve ASTM D256 veya D6110'den, gerçek kullanım sıcaklığında bir darbe değeri, "soğuk dayanıklı" gibi genel bir iddiaya yer verilmemelidir.
Kalite Kontrol ve Test İş Akışı
Düzenli bir kalite iş akışı, ham maddeden bitmiş pellet'e kadar soğuk dayanıklılık iddiasını korur. Bu, taşıyıcı MFI, sertleştirici derecesi ve uyumlaştırıcı ekleme düzeyinde gelen kontrol ile başlar, çünkü bu parametrelerden herhangi birinde oluşan partiden değişim, sonucu değiştirir. Karıştırılmış masterbatch, genellikle mikrotozometri ve mikroskopi veya eritilmiş filtrasyon testi ile dispersiyon kalitesini kontrol eder, çünkü büyük boyutlu kauçuk parçaları, düşük sıcaklıkta düşük darbe dayanımı sorununun en yaygın nedenidir.
Ekstrüzyon sırasında proses izleme, şaft hızını, boru sıcaklıklarını, momenti ve vakum seviyesini kaydeder, böylece herhangi bir sapma gerçek zamanlı olarak tespit edilir. Pellet kalitesi, şekil, hacim yoğunluğu ve nem açısından kontrol edilir. Son olarak, masterbatch, istenen oranda konveyör içine bırakılır ve bileşik, ASTM D746 tarafından belirlenen kırılma noktası ile ASTM D256 veya D6110 tarafından belirlenen darbe dayanımı (-20 C, -40 C ve gerektiğinde -60 C) test edilir. ISO 974 veya GB/T 5470 kırılma noktası sonuçları, bunları gerektiren pazarlar için eklenmiştir. Geçişli bir parti, tam olarak belirtilen düşürme oranı ve kullanılan test sıcaklıklarını belirten bir sertifika ile serbest bırakılır.
İyi karıştırıcılar ayrıca bir tutma testi yapar: masterbatch'i saklar ve belirli bir süre sonra tekrar test eder, böylece sertleştirici büyümemiş veya uyumlandırıcı bozulmamış olduğundan emin olur. Düşük sıcaklık performansı, arıza oluşana kadar görünmez olduğundan, belgeler tek kanıt niteliğindedir ve güvenilir bir tedarikçi, sadece sınıf bazında değil, her parti için belgeler sunar.
Kerke çift silindir hatları nasıl düşük sıcaklıkta masterbatch üretiyor?
Kerke, 12 yılı aşkın bir deneyime sahip Wanplas fabrikası ve 19.997 metrekareden fazla bir üretim alanına sahip olan Kerke, laboratuar ölçeğinden tam üretime kadar, düşük sıcaklık dayanımlı masterbatch üreten KTE serisi eş-çevirme paralel çift silindirli extruderleri sunmaktadır. Aralığı, formül geliştirme için kullanılan KTE-16B laboratuvar extruderinden, 2.000'den fazla makinenin 70'den fazla ülkede çalıştığı KTE-135D yüksek kapasiteli hattaya kadar uzanır. Kurulu taban, bir compounder'in bir küçük KTE ünitesinde bir formülasyonu kanıtlayıp, aynı vidalı prensip üzerine üretime ölçeklendirebileceğini gösterir.
Soğuk toleranslı masterbatch için Kerke’nin tasarımı en önemli unsurları vurguluyor: 36 ila 52 arasında ayarlanabilir L/D, böylece hat, dispersif karıştırma blokları ve uzun vakum çıkışı hem deyişini barındırabiliyor, tekrar edilebilir morfoloji için bilgisayar destekli vidalı montaj, ve kampanyalar arasında çapraz bulaşmayı sınırlayan kendini temizleyen karıştırma geometrisi. Pelletleme tarafı, su soğutmalı tel, hava soğutmalı tel, su çemberi die yüzü ve su altı granülasyon seçeneklerini sunar, böylece karıştırıcı kesmeyi formülasyonun duyarlılığına ve dönüştürücünün işlem ihtiyaçlarına uyarlayabilir.
Kerke, düşme oranını doğru tutan besleme ve yardımcı ekipmanları da tedarik eder: sertleştirici ve uyumlandırıcı için ağırlık kaybı besleyicileri, nanofiller için yan taraflı besleyiciler ve ön karıştırma için yüksek hızlı karıştırıcılar. Wanplas, tüm plastik makine değer zincirini kapsayan ana marka olduğu için, bir masterbatch üreticisi, karıştırma, besleme ve pelletizasyon işlemlerini tek bir grup üzerinden gerçekleştirerek tek bir kalite standartını koruyabilir. Diğer Wanplas fabrikaları gibi, paylaşılan hizmet sözü, ücretsiz yıllık yedek parça ve garantili değiştirmeyi içerir ve masterbatch hatlarının sürekli çalışmasını destekler.
Kompozit üreticileri için, Kerke'nin üç silindirli ve iki aşamalı ekstrüder seçenekleri, tek bir aşamada temiz bir şekilde işlenemeyen özel maddeleri, örneğin çok yüksek dolgu oranları veya ısıya duyarlı sertleştiricileri, daha yumuşak bir ikinci aşamaya ihtiyaç duyan maddeleri işleyebilir. Mühendislik açısından konu basit: soğuk dayanımlı masterbatch, dağıtım ve arayüz kontrolünde başarılı ya da başarısız olur ve bu nedenle, sadece verimlilik için değil, bu amaç için de extruder belirlenmelidir.
Sık Sorulan Sorular
Düşük sıcaklık dayanımı olan masterbatch nedir?
Düşük sıcaklık dayanımı sağlayan masterbatch, 2 ila 20 oranında bir temel polimer içine karıştırıldığında, son ürünün kırılma noktasını düşürerek -20 C, -40 C veya hatta -60 C sıcaklıklarda darbeye dayanmasını sağlar. Elastomerik sertleştiriciler, uyumlu maddeler ve bazen nanofillerleri, ana polimerle uyumlu bir taşıyıcı reçine içinde paketler. Masterbatch formatu, doğal kauçukun doğrudan eklenmesine kıyasla, homojen dağılımı ve tekrar edilebilir dozajı garanti eder.
Düşük sıcaklıkta kullanılan masterbatch, hangi kırılma noktasına ulaşabilir?
POE veya EPDM katkı maddeleri ile 10 ila 20 oranında düşürme oranı kullanıldığında, polipropilen bir ürün tipik olarak -10 C yakınındaki kırılgan noktadan yaklaşık -40 C'ye kadar düşürülebilirken, polietilen bazlı sistemler ise modifikasyon öncesinde -60 C'nin altındadır. Doğru değer, taşıyıcı, sınıf ve darbe test yöntemine bağlıdır, bu nedenle formülü tek başına tahmin etmek yerine ASTM D746 veya eşdeğeri ISO 974 ve GB/T 5470 testleri ile her zaman doğrulanmalıdır.
Plastiklerin kırılma noktasını ölçen test hangisidir?
Kırılma noktası, ASTM D746 ve eşdeğer ISO 974 ve GB/T 5470 yöntemleriyle ölçülür. Bu yöntemlerde, örnekler azalan sıcaklıklarda kırılmaya kadar vurulur ve %50'si kırılma ile bozulur. Düşük sıcaklık darbe dayanımı, ayrı olarak ölçülür. Notlu Izod ASTM D256 ve Charpy ASTM D6110 yöntemleri kullanılarak, -20 C veya -40 C gibi sabit bir sıcaklıkta kJ/m2 olarak emilen enerji raporlanır. Bunlar birlikte bir masterbatch'in soğuk dayanıklılığı iddiasını tanımlar.
POE veya EPDM, düşük sıcaklık etkilerine karşı daha mı iyi?
POE, poliolefin taşıyıcılar için en iyi düşük sıcaklık etkisi, işlenebilirlik ve maliyet dengesi sağlarken, EPDM daha yüksek maliyet seviyesinde, üstün ısı yaşlanma ve hava koşullarına dayanıklılık sunmaktadır. SBS, MBS, CPE ve EVA, her biri özel taşıyıcı ve sıcaklık aralığına uygun olduğundan, seçim, taşıyıcı reçine ve maruz kalma koşullarına bağlıdır. Dış mekan veya kaput altı parçalar için, EPDM'in hava koşullarına dayanıklılığı, POE'nin maliyet avantajından daha fazla önem taşır.
Düşük sıcaklıkta kullanılan masterbatch için hangi düşme oranı kullanılmalıdır?
En çok kullanılan formülasyonlar, hedef kırılma noktasına ve temel polimerine bağlı olarak %2 ila %20 arasında dozlandırılır. İşletme koşullarının hafif olduğu soğuk zincir filmlerinde yalnızca %3 ila %5 oranında, -60 C'lik ekstrem araç veya polar boru hattı uygulamalarında ise %15 ila %20 oranına yakın bir oranda ısı yalıtımı gerekebilir. İlk birkaç yüzde genellikle en büyük kazanımları sağlar, bu nedenle aşırı dozlama çoğunlukla maliyeti artırır ve parça üzerinde fazla bir fayda sağlamadan sertliğini azaltır.
Soğuk toleranslı masterbatch üretmek için neden çift vidalı ekstruder kullanmalıyız?
L/D oranı 36 ila 52 olan eş-çevirme paralel çift-şaftli bir ekstrüder, sertleştiriciyi ince, stabilize edilmiş kauçuk parçacıklarına dağıtır ve nanofilleri ve kompatibilizasyon maddelerini tamamen dağıtır. Yoğurma blokları, kesme bölümleri, yan besleme ve vakum boşaltma, kırılgan bir noktaya sahip masterbatch'in gerektirdiği kontrol altındaki karıştırma ve devolatilizasyonu sağlar. Tek vidalı veya basit karıştırma yöntemleri, derin sıfır derecede performans için gereken partikül boyutu ve arayüz kalitesine güvenilir bir şekilde ulaşamaz.
Masterbatch, hangi taşıyıcı reçineyi kullanmalıdır?
Taşıyıcıyı konu polimerle eşleştirin: polietilen film ve borularda LLDPE veya LDPE, polipropilen için rastgele veya blok kopolimer PP, naylon parçalar için PA, mühendislik karışımları için PC veya ABS. Uyumlu bir taşıyıcı, mekanik özellikleri korur ve ürünün zayıflamasına neden olacak taşınma veya plaka oluşumunu önler. Karışımlarda, taşıyıcı, matriks içinde kalması için sürekli fazı yansıtmalıdır.
Düşük sıcaklıkta kullanılan masterbatch, gıda teması için kullanılabilir mi?
Evet, şartlar gereği taşıyıcı, sertleştirici ve herhangi bir katkı maddesinin FDA ve EU 10/2011 gibi düzenlemeler ve ilgili ulusal gıda güvenliği standartlarına göre gıda ile teması için izinli olması durumunda. Gıda ile temas eden ambalajlarda kullanmadan önce tedarikçiden spesifik kalite belgesini onaylatın ve her parti için uygunluk sertifikasını isteyin. Gıda dışı sınıflar, soğuk performansının kabul edilebilir olsa bile, gıda teması uygulamalarına yönlendirilmemelidir.
Sonuç
Düşük sıcaklık dayanımı sağlayan masterbatch, termometrenin düşmesi durumunda plastik parçaların dayanıklılığını koruyan formül ve işlem disiplinidır. Performansı, birkaç fiziksel gerçek üzerine dayanır: kauçuk fazını kendi cam geçişi altına tutun, ince parçacıklar halinde dağıtın ve bu parçacıkları PP-g-MAH gibi bir uyumlandırıcı ile matriksle bağlayın. ASTM D746'den elde edilen kırılma noktası ve ASTM D256 veya D6110'den elde edilen darbe enerjisi, ISO 974 ve GB/T 5470 tarafından karşılaştırılmak suretiyle, başarının tek dürüst ölçümüdür ve bunlar her zaman spesifikasyona yazılmalıdır.
Karıştırıcılar için, güvenilir bir soğuk dayanımlı masterbatch'e ulaşmak için, 36 ila 52 arasında L/D oranına sahip ayarlanabilir çift vidalı bir hat, iyi yerleştirilmiş karıştırma blokları, doğru ağırlık kaybı besleme ve vakumlu boşaltma, ardından temiz pelletizasyon kullanılır. Kerke, Wanplas fabrikası, KTE-16B laboratuvar ünitesi ile KTE-135D üretim hattına kadar KTE serisi eş-çevrimli paralel çift şaftli extruderler üretmektedir. Bu extruderler, dünya çapında masterbatch üreticilerine tam olarak bu kontrolü sağlar. Hedefin -20 °C'de dondurulmuş gıda bir kap veya -60 °C'de bulunan kutup hattı olmasına bakılmaksızın, doğru sertleştirici, taşıyıcı, düşürme oranı ve karıştırma işlemi, kırılgan bir polimeri soğuk hava koşullarına dayanıklı bir hale getirir.
