Berita

Pengantar Poliolefin dan Ekstrusi Film

Poliolefin, suatu kelas material makromolekuler yang disintesis dari monomer olefin seperti etilena dan propilena, adalah plastik yang paling banyak diproduksi dan digunakan secara global. Prevalensinya berasal dari kombinasi sifat yang luar biasa, termasuk biaya rendah, kemampuan pengolahan yang sangat baik, stabilitas kimia yang luar biasa, dan karakteristik fisik yang dapat disesuaikan. Di antara beragam aplikasi poliolefin, produk film memegang posisi terpenting, melayani fungsi penting dalam kemasan makanan, penutup pertanian, kemasan industri, produk medis dan kebersihan, serta barang konsumsi sehari-hari. Resin poliolefin yang paling umum digunakan untuk produksi film meliputi polietilena (PE) – yang mencakup Polietilena Densitas Rendah Linier (LLDPE), Polietilena Densitas Rendah (LDPE), dan Polietilena Densitas Tinggi (HDPE) – dan polipropilena (PP).

Pembuatan film poliolefin terutama bergantung pada teknologi ekstrusi, dengan Ekstrusi Film Tiup dan Ekstrusi Film Cor sebagai dua proses inti.

1. Proses Ekstrusi Film Tiup

Ekstrusi film tiup adalah salah satu metode yang paling umum untuk memproduksi film poliolefin. Prinsip dasarnya melibatkan ekstrusi polimer cair secara vertikal ke atas melalui cetakan melingkar, membentuk parison tubular berdinding tipis. Selanjutnya, udara bertekanan dimasukkan ke dalam bagian dalam parison ini, menyebabkannya mengembang menjadi gelembung dengan diameter yang jauh lebih besar daripada cetakan. Saat gelembung naik, gelembung tersebut didinginkan dan dipadatkan secara paksa oleh cincin udara eksternal. Gelembung yang telah didinginkan kemudian dikempiskan oleh serangkaian rol penjepit (seringkali melalui rangka pengempis atau rangka A) dan selanjutnya ditarik oleh rol penarik sebelum digulung ke rol. Proses film tiup biasanya menghasilkan film dengan orientasi biaxial, yang berarti film tersebut menunjukkan keseimbangan sifat mekanik yang baik baik dalam arah mesin (MD) maupun arah melintang (TD), seperti kekuatan tarik, ketahanan sobek, dan kekuatan benturan. Ketebalan film dan sifat mekanik dapat dikontrol dengan menyesuaikan rasio pengembangan (BUR – rasio diameter gelembung terhadap diameter cetakan) dan rasio penarikan (DDR – rasio kecepatan penarikan terhadap kecepatan ekstrusi).

2. Proses Ekstrusi Film Cor

Ekstrusi film cor merupakan proses produksi penting lainnya untuk film poliolefin, khususnya cocok untuk pembuatan film yang membutuhkan sifat optik superior (misalnya, kejernihan tinggi, kilap tinggi) dan keseragaman ketebalan yang sangat baik. Dalam proses ini, polimer cair diekstrusi secara horizontal melalui cetakan T tipe celah datar, membentuk lembaran cair yang seragam. Lembaran ini kemudian dengan cepat ditarik ke permukaan satu atau lebih rol pendingin berkecepatan tinggi yang didinginkan secara internal. Lelehan tersebut mengeras dengan cepat saat bersentuhan dengan permukaan rol pendingin. Film cor umumnya memiliki sifat optik yang sangat baik, tekstur yang lembut, dan kemampuan penyegelan panas yang baik. Kontrol yang tepat atas celah bibir cetakan, suhu rol pendingin, dan kecepatan putaran memungkinkan pengaturan ketebalan film dan kualitas permukaan yang akurat.

6 Tantangan Utama Ekstrusi Film Poliolefin

Meskipun teknologi ekstrusi sudah matang, para produsen sering menghadapi serangkaian kesulitan pemrosesan dalam produksi praktis film poliolefin, terutama ketika berupaya mencapai hasil produksi yang tinggi, efisiensi, ketebalan yang lebih tipis, dan ketika menggunakan resin berkinerja tinggi yang baru. Masalah-masalah ini tidak hanya memengaruhi stabilitas produksi tetapi juga secara langsung berdampak pada kualitas dan biaya produk akhir. Tantangan utama meliputi:

1. Patah Lelehan (Kulit Hiu): Ini adalah salah satu cacat paling umum dalam ekstrusi film poliolefin. Secara makroskopis, hal ini tampak sebagai riak melintang periodik atau permukaan yang kasar tidak beraturan pada film, atau dalam kasus yang parah, distorsi yang lebih jelas. Patah lelehan terutama terjadi ketika laju geser lelehan polimer yang keluar dari cetakan melebihi nilai kritis, yang menyebabkan osilasi gesekan-selip antara dinding cetakan dan lelehan massal, atau ketika tegangan ekstensional di pintu keluar cetakan melebihi kekuatan lelehan. Cacat ini sangat mengganggu sifat optik film (kejernihan, kilap), kehalusan permukaan, dan juga dapat menurunkan sifat mekanik dan penghalangnya.

2. Endapan pada Cetakan / Penumpukan pada Cetakan: Ini merujuk pada akumulasi bertahap produk degradasi polimer, fraksi berat molekul rendah, aditif yang terdispersi buruk (misalnya, pigmen, zat antistatik, zat pelumas), atau gel dari resin pada tepi bibir cetakan atau di dalam rongga cetakan. Endapan ini dapat terlepas selama produksi, mencemari permukaan film dan menyebabkan cacat seperti gel, garis-garis, atau goresan, sehingga memengaruhi penampilan dan kualitas produk. Dalam kasus yang parah, penumpukan pada cetakan dapat menghalangi jalan keluar cetakan, menyebabkan variasi ketebalan, robekan film, dan pada akhirnya memaksa penghentian jalur produksi untuk pembersihan cetakan, yang mengakibatkan kerugian signifikan dalam efisiensi produksi dan pemborosan bahan baku.

3. Tekanan Ekstrusi Tinggi dan Fluktuasi: Dalam kondisi tertentu, terutama saat memproses resin dengan viskositas tinggi atau menggunakan celah cetakan yang lebih kecil, tekanan di dalam sistem ekstrusi (khususnya pada kepala ekstruder dan cetakan) dapat menjadi terlalu tinggi. Tekanan tinggi tidak hanya meningkatkan konsumsi energi tetapi juga menimbulkan risiko terhadap umur pakai peralatan (misalnya, sekrup, laras, cetakan) dan keselamatan. Selain itu, fluktuasi tekanan ekstrusi yang tidak stabil secara langsung menyebabkan variasi pada keluaran lelehan, yang mengakibatkan ketebalan film yang tidak seragam.

4. Kapasitas Produksi Terbatas: Untuk mencegah atau mengurangi masalah seperti retak lelehan dan penumpukan pada cetakan, produsen sering kali terpaksa mengurangi kecepatan sekrup ekstruder, sehingga membatasi output lini produksi. Hal ini secara langsung berdampak pada efisiensi produksi dan biaya produksi per unit produk, sehingga sulit untuk memenuhi permintaan pasar akan film skala besar dengan biaya rendah.

5. Kesulitan dalam Pengendalian Ketebalan: Ketidakstabilan aliran lelehan, distribusi suhu yang tidak seragam di seluruh cetakan, dan penumpukan material pada cetakan dapat menyebabkan variasi ketebalan film, baik secara melintang maupun memanjang. Hal ini memengaruhi kinerja pemrosesan film selanjutnya dan karakteristik penggunaan akhirnya.

6. Kesulitan Pergantian Resin: Saat beralih antara berbagai jenis atau tingkatan resin poliolefin, atau saat mengganti masterbatch warna, sisa material dari proses sebelumnya seringkali sulit untuk dibersihkan sepenuhnya dari ekstruder dan cetakan. Hal ini menyebabkan tercampurnya material lama dan baru, menghasilkan material transisi, memperpanjang waktu pergantian, dan meningkatkan tingkat limbah.

Tantangan pemrosesan umum ini membatasi upaya produsen film poliolefin untuk meningkatkan kualitas produk dan efisiensi produksi, serta menjadi penghalang bagi adopsi material baru dan teknik pemrosesan canggih. Oleh karena itu, mencari solusi efektif untuk mengatasi tantangan ini sangat penting untuk perkembangan berkelanjutan dan sehat dari seluruh industri ekstrusi film poliolefin.

Solusi untuk Proses Ekstrusi Film Poliolefin: Bahan Pembantu Pemrosesan Polimer (PPA)

Bahan Pembantu Pemrosesan Polimer (PPA) adalah aditif fungsional yang nilai intinya terletak pada peningkatan perilaku reologi lelehan polimer selama ekstrusi dan memodifikasi interaksinya dengan permukaan peralatan, sehingga mengatasi berbagai kesulitan pemrosesan dan meningkatkan efisiensi produksi serta kualitas produk.

1. PPA berbasis fluoropolimer

Struktur dan Karakteristik Kimia: Ini adalah kelas PPA yang saat ini paling banyak digunakan, secara teknologi matang, dan terbukti efektif. PPA ini biasanya berupa homopolimer atau kopolimer berbasis monomer fluoroolefin seperti vinilidena fluorida (VDF), heksafluoropropilena (HFP), dan tetrafluoroetilena (TFE), dengan fluoroelastomer sebagai yang paling representatif. Rantai molekul PPA ini kaya akan ikatan CF berenergi tinggi dan berpolaritas rendah, yang memberikan sifat fisikokimia yang unik: energi permukaan yang sangat rendah (mirip dengan politetrafluoroetilena/Teflon®), stabilitas termal yang sangat baik, dan inert secara kimia. Yang penting, PPA fluoropolimer umumnya menunjukkan kompatibilitas yang buruk dengan matriks poliolefin non-polar (seperti PE, PP). Ketidakkompatibilitas ini merupakan prasyarat utama untuk migrasi efektifnya ke permukaan logam cetakan, di mana ia membentuk lapisan pelumas dinamis.

Produk Unggulan: Merek-merek terkemuka di pasar global untuk PPA fluoropolimer meliputi seri Viton™ FreeFlow™ dari Chemours dan seri Dynamar™ dari 3M, yang menguasai pangsa pasar yang signifikan. Selain itu, beberapa jenis fluoropolimer dari Arkema (seri Kynar®) dan Solvay (Tecnoflon®) juga digunakan sebagai, atau merupakan komponen kunci dalam, formulasi PPA.

2. Bahan Pembantu Pemrosesan Berbasis Silikon (PPA)

Struktur dan Karakteristik Kimia: Komponen aktif utama dalam kelas PPA ini adalah polisiloksan, yang umumnya disebut silikon. Rantai utama polisiloksan terdiri dari atom silikon dan oksigen (-Si-O-) yang berselang-seling, dengan gugus organik (biasanya metil) yang terikat pada atom silikon. Struktur molekuler yang unik ini memberikan material silikon tegangan permukaan yang sangat rendah, stabilitas termal yang sangat baik, fleksibilitas yang baik, dan sifat tidak lengket terhadap banyak zat. Mirip dengan PPA fluoropolimer, PPA berbasis silikon berfungsi dengan bermigrasi ke permukaan logam peralatan pemrosesan untuk membentuk lapisan pelumas.

Fitur Aplikasi: Meskipun PPA fluoropolimer mendominasi sektor ekstrusi film poliolefin, PPA berbasis silikon dapat menunjukkan keunggulan unik atau menciptakan efek sinergis bila digunakan dalam skenario aplikasi tertentu atau bersamaan dengan sistem resin tertentu. Misalnya, PPA berbasis silikon dapat dipertimbangkan untuk aplikasi yang membutuhkan koefisien gesekan yang sangat rendah atau di mana karakteristik permukaan tertentu diinginkan untuk produk akhir.

Menghadapi Larangan Fluoropolimer atau Tantangan Pasokan PTFE?

Atasi Tantangan Ekstrusi Film Poliolefin dengan Solusi PPA Bebas PFAS- Aditif Polimer Bebas Fluorin dari SILIKE

SILIKE mengambil pendekatan proaktif dengan produk seri SILIMER-nya, menawarkan inovasi.Bahan pembantu pemrosesan polimer bebas PFAS (PPA)). Lini produk komprehensif ini menampilkan PPA 100% murni bebas PFAS,Aditif Polimer PPA bebas fluorin, DanMasterbatch PPA bebas PFAS & bebas fluorin.Olehmenghilangkan kebutuhan akan zat tambahan fluorinBahan pembantu pemrosesan ini secara signifikan meningkatkan proses manufaktur untuk LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP, dan berbagai proses ekstrusi film poliolefin. Bahan-bahan ini selaras dengan peraturan lingkungan terbaru sekaligus meningkatkan efisiensi produksi, meminimalkan waktu henti, dan meningkatkan kualitas produk secara keseluruhan. PPA bebas PFAS dari SILIKE memberikan manfaat pada produk akhir, termasuk penghilangan retakan leleh (sharkskin), peningkatan kehalusan, dan kualitas permukaan yang unggul.

Jika Anda kesulitan mengatasi dampak larangan fluoropolimer atau kekurangan PTFE dalam proses ekstrusi polimer Anda, SILIKE menawarkan solusinya.alternatif untuk PPA/PTFE fluoropolimer, Aditif bebas PFAS untuk pembuatan filmyang dirancang khusus untuk memenuhi kebutuhan Anda, tanpa perlu perubahan proses apa pun.