Berita

Pengantar Poliolefin dan Ekstrusi Film

Poliolefin, kelas bahan makromolekul yang disintesis dari monomer olefin seperti etilena dan propilena, adalah plastik yang paling banyak diproduksi dan digunakan secara global. Prevalensinya berasal dari kombinasi sifat-sifat yang luar biasa, termasuk biaya rendah, kemampuan proses yang sangat baik, stabilitas kimia yang luar biasa, dan karakteristik fisik yang dapat disesuaikan. Di antara berbagai aplikasi poliolefin, produk film memegang posisi yang sangat penting, melayani fungsi-fungsi penting dalam pengemasan makanan, penutup pertanian, pengemasan industri, produk medis dan kebersihan, dan barang-barang konsumen sehari-hari. Resin poliolefin yang paling umum digunakan untuk produksi film meliputi polietilena (PE) – meliputi 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 menjadi dua proses inti.

1. Proses Ekstrusi Film Tiup

Ekstrusi film tiup merupakan 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 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 didinginkan kemudian dipadatkan oleh satu set rol penjepit (sering kali melalui rangka yang dapat dipadatkan atau rangka A) dan selanjutnya ditarik oleh rol traksi sebelum digulung ke dalam gulungan. Proses film tiup biasanya menghasilkan film dengan orientasi biaksial, yang berarti film tersebut menunjukkan keseimbangan yang baik antara sifat mekanis baik pada arah mesin (MD) maupun arah melintang (TD), seperti kekuatan tarik, ketahanan sobek, dan kekuatan benturan. Ketebalan film dan sifat mekanisnya dapat dikontrol dengan menyesuaikan rasio tiupan (BUR – rasio diameter gelembung terhadap diameter cetakan) dan rasio penarikan (DDR – rasio kecepatan pengambilan 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 menuntut 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 slot datar, membentuk jaringan cair yang seragam. Jaringan ini kemudian dengan cepat ditarik ke permukaan satu atau lebih rol dingin berkecepatan tinggi yang didinginkan secara internal. Lelehan tersebut membeku dengan cepat setelah bersentuhan dengan permukaan rol dingin. Film cor umumnya memiliki sifat optik yang sangat baik, sentuhan lembut, dan kemampuan penyegelan panas yang baik. Kontrol yang tepat atas celah bibir cetakan, suhu rol dingin, dan kecepatan putar memungkinkan pengaturan ketebalan film dan kualitas permukaan yang akurat.

6 Tantangan Teratas dalam Ekstrusi Film Poliolefin

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

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

2. Endapan pada Die/Penumpukan Die: Ini merujuk pada akumulasi bertahap produk degradasi polimer, fraksi berat molekul rendah, aditif yang tidak terdispersi dengan baik (misalnya, pigmen, agen antistatis, agen selip), atau gel dari resin di tepi bibir die atau di dalam rongga die. Endapan ini dapat terlepas selama produksi, mencemari permukaan film dan menyebabkan cacat seperti gel, goresan, atau guratan, sehingga memengaruhi tampilan dan kualitas produk. Dalam kasus yang parah, penumpukan die dapat menghalangi jalan keluar die, yang menyebabkan variasi ukuran, robekan film, dan akhirnya memaksa penghentian jalur produksi untuk pembersihan die, yang mengakibatkan kerugian signifikan dalam efisiensi produksi dan pemborosan bahan baku.

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

4. Produksi Terbatas: Untuk mencegah atau mengurangi masalah seperti fraktur leleh dan penumpukan cetakan, produsen sering kali terpaksa mengurangi kecepatan sekrup ekstruder, sehingga membatasi hasil produksi jalur produksi. Hal ini berdampak langsung pada efisiensi produksi dan biaya produksi per unit produk, sehingga sulit memenuhi permintaan pasar untuk film berskala besar dan berbiaya rendah.

5. Kesulitan dalam Kontrol Pengukur: Ketidakstabilan dalam aliran lelehan, distribusi suhu yang tidak seragam di seluruh cetakan, dan penumpukan cetakan semuanya dapat menyebabkan variasi ketebalan film, baik secara melintang maupun membujur. Hal ini memengaruhi kinerja pemrosesan film selanjutnya dan karakteristik penggunaan akhir.

6. Pergantian Resin yang Sulit: Saat beralih di antara berbagai jenis atau mutu resin poliolefin, atau saat mengubah warna masterbatch, material sisa dari proses sebelumnya sering kali sulit dibersihkan sepenuhnya dari ekstruder dan die. Hal ini menyebabkan tercampurnya material lama dan baru, menghasilkan material transisi, memperpanjang waktu pergantian, dan meningkatkan tingkat scrap.

Tantangan pemrosesan umum ini membatasi upaya produsen film poliolefin untuk meningkatkan kualitas produk dan efisiensi produksi, dan juga menimbulkan hambatan terhadap penerapan material baru dan teknik pemrosesan canggih. Oleh karena itu, mencari solusi efektif untuk mengatasi tantangan ini sangat penting bagi pengembangan industri ekstrusi film poliolefin secara berkelanjutan dan sehat.

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

Bahan Bantu Pemrosesan Polimer (PPA) merupakan bahan tambahan fungsional yang nilai intinya terletak pada peningkatan perilaku reologi lelehan polimer selama ekstrusi dan modifikasi 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 paling banyak digunakan, matang secara teknologi, dan terbukti efektif saat ini. Mereka biasanya homopolymer atau kopolimer berdasarkan monomer fluoroolefin seperti vinylidene fluoride (VDF), hexafluoropropylene (HFP), dan tetrafluoroethylene (TFE), dengan fluoroelastomer menjadi yang paling representatif. Rantai molekul PPA ini kaya akan ikatan CF berenergi tinggi dan polaritas rendah, yang memberikan sifat fisikokimia yang unik: energi permukaan yang sangat rendah (mirip dengan politetrafluoroetilena/Teflon®), stabilitas termal yang sangat baik, dan kelembaman kimia. Yang terpenting, PPA fluoropolymer umumnya menunjukkan kompatibilitas yang buruk dengan matriks poliolefin non-polar (seperti PE, PP). Ketidakcocokan ini merupakan prasyarat utama untuk migrasi efektif mereka ke permukaan logam cetakan, di mana mereka membentuk lapisan pelumas yang dinamis.

Produk Representatif: Merek-merek terkemuka di pasar global untuk PPA fluoropolymer meliputi seri Viton™ FreeFlow™ dari Chemours dan seri Dynamar™ dari 3M, yang menguasai pangsa pasar yang signifikan. Selain itu, beberapa jenis fluoropolymer dari Arkema (seri Kynar®) dan Solvay (Tecnoflon®) juga digunakan sebagai, atau merupakan komponen utama 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. Tulang punggung polisiloksan terdiri dari atom silikon dan oksigen (-Si-O-) yang berselang-seling, dengan gugus organik (biasanya metil) yang melekat pada atom silikon. Struktur molekul unik ini memberikan bahan silikon tegangan permukaan yang sangat rendah, stabilitas termal yang sangat baik, fleksibilitas yang baik, dan sifat non-adhesif terhadap banyak zat. Mirip dengan PPA fluoropolymer, PPA berbasis silikon berfungsi dengan bermigrasi ke permukaan logam peralatan pemrosesan untuk membentuk lapisan pelumas.

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

Menghadapi Larangan Fluoropolymer atau Tantangan Pasokan PTFE?

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

SILIKE mengambil pendekatan proaktif dengan produk seri SILIMER, menawarkan inovasiBahan pembantu pemrosesan polimer (PPA) bebas PFAS). Lini produk komprehensif ini memiliki PPA bebas PFAS 100% murni,Aditif Polimer PPA Bebas Fluor, DanMasterbatch PPA bebas PFAS dan fluorin.Olehmenghilangkan kebutuhan akan aditif fluorin, bahan pembantu pemrosesan ini secara signifikan meningkatkan proses produksi untuk LLDPE, LDPE, HDPE, mLLDPE, PP, dan berbagai proses ekstrusi film poliolefin. Bahan pembantu ini selaras dengan peraturan lingkungan terkini sekaligus meningkatkan efisiensi produksi, meminimalkan waktu henti, dan meningkatkan kualitas produk secara keseluruhan. PPA bebas PFAS dari SILIKE memberikan manfaat pada produk akhir, termasuk penghapusan fraktur leleh (kulit hiu), peningkatan kehalusan, dan kualitas permukaan yang unggul.

Jika Anda berjuang dengan dampak larangan fluoropolymer atau kekurangan PTFE dalam proses ekstrusi polimer Anda, SILIKE menawarkanalternatif untuk fluoropolymer PPA/PTFE, Aditif bebas PFAS untuk pembuatan filmyang disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan Anda, tanpa memerlukan perubahan proses.