Телефон приёмной комиссии 8 (800) 550-36-02      СЕРВИС ПОДАЧИ ЗАЯВЛЕНИЯ ОНЛАЙН

Наука

Устранение дефектов разрыва расплава при производстве пленок для упаковки пищевых продуктов

Устранение дефектов разрыва расплава при производстве пленок для упаковки пищевых продуктов

23 ноября 2018

Устранения дефектов разрыва расплава при производстве пленок для упаковки пищевых продуктов на основе металлоценового полиэтилена с использованием процессинговой добавки 3M Dynamar FX-5929
Макаров Тимофей, ведущий инженер ЗАО «3М Россия»

В настоящее время полиэтилен является наиболее популярным материалом, используемым для упаковки свежих или замороженных продуктов, например, овощей, фруктов, зелени, мяса, рыбы, птицы и полуфабрикатов. Благодаря сочетанию таких свойств, как прочность, прозрачность, влагонепроницаемость и относительно низкая цена, полиэтиленовые пленки занимают лидирующее положение среди прочих материалов для упаковки пищевых продуктов.

Технологии получения полиэтилена в промышленности развивались с первой половины XX-го века, начиная с радикальной технологии получения полиэтилена низкой плотности в присутствии пероксидных инициаторов. С разработкой в середине 50-х годов XX века ионно-координационных катализаторов Циглера-Натта и технологии получения полиэтилена высокой плотности дальнейшее развитие производства полиэтилена идет наиболее высокими темпами. Важным этапом явилась разработка в 1970-х годах технологии получения линейного полиэтилена низкой плотности.

Современные инновации в области производства полиэтилена связаны с появлением в 1990-х годах и развитием технологии металлоценовых катализаторов, особенностью которой, в отличие от традиционных катализаторов Циглера-Натта, является наличие единого центра полимеризации. Это позволяет получать полимер с предсказуемой заданной структурой. Пленки, полученные из металлоценового линейного полиэтилена низкой плотности, обладают исключительно высокими механическими свойствами, высокой прозрачностью, глянцем, защитными свойствами и отличной способностью к сварке. Однако особенности структуры металлоценового полиэтилена, характеризуемые высокой молекулярной массой и узким молекулярно-массовым распределением, обуславливают определенные сложности в технологии получения пленки на основе данного материала.

Одной из наиболее распространенных технологий получения полиэтиленовой пленки является экструзия с раздувом. Сущность метода заключается в том, что гранулированный полиэтилен поступает в экструдер, расплавляется и выдавливается из формующей головки в виде рукава, раздуваемого воздухом до требуемых размеров, и затем складывается в двухслойное полотно. Технологический режим получения пленки сильно зависит от свойств используемого полимера и, если при получении пленки из полиэтилена низкой плотности технолог имеет возможность достаточно широко варьировать параметры технологического процесса и работать в режиме высокой производительности, то при переработке современных высокоэффективных марок полиэтилена таких как металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности технолог зачастую сталкивается с рядом проблем и ограничений, связанных с особенностями структуры материала, описанными выше. Основной проблемой в данном случае является появление поверхностных дефектов структуры пленки типа «акулья кожа», которые появляются при переходе на высокоскоростной режим экструзии. Данные дефекты связаны с началом проявления процесса разрыва расплава в поверхностном слое выходящего из фильеры экструдера расплава полимера вследствие релаксации накопленных в материале напряжений, которые создаются в результате трения в пристеночном слое при прохождении расплава через формующую фильеру.

Появление дефекта типа «акульей кожи» всегда сопровождается ухудшением оптических свойств пленки. В технологической практике для решения подобных проблем рекомендуется повысить температуру переработки полимера и/или снизить производительность экструдера, однако данный подход не всегда оправдан экономически. По этой причине для устранения дефектов разрыва расплава в настоящее время широко применяются полимерные процессинговые добавки (ППД) на основе фторполимеров 3M Dynamar, позволяющие перенести начало возникновения дефектов разрыва расплава в область более высоких скоростей переработки. Механизм устранения дефектов разрыва расплава в этом случае обусловлен образованием динамического слоя фторполимера на внутренней поверхности фильеры, который обеспечивает скольжение расплава полимера вдоль стенки, снимая таким образом поверхностные напряжения, накопленные материалом в процессе экструзии.

В настоящее время на российский рынок выводится процессинговая добавка третьего поколения Dynamar FX-5929, разработанная специально для линейного полиэтилена, в том числе и для металлоценовых марок. Введение 0,01-0,03% добавки FX-5929 в рецептуру пленочных композиций позволяет ликвидировать дефекты разрыва расплава в течение нескольких минут и продолжать наработку пленки без появления дефектов. Дополнительным эффектом добавки FX-5929 является снижения давления экструзии на 20-30% от исходного, что позволяет нарастить производительность экструзии более чем на 50%. По этой причине в настоящее время многие крупнейшие производители полиэтилена включают процессинговые добавки в рецептуру пленочных марок металлоценового линейного полиэтилена.

О миграции в пищу первичных ароматических аминов читайте по ссылке.

О миграции селена и изобутана из пищевой упаковки читайте по ссылке.


Вернуться к списку новостей