PPA讲座

2019/10/61含氟聚合物加工助剂（PPA）在塑料加工中的应用作者：陈祖欣北京金凱福井精细化工有限公司2019/10/62一、含氟聚合物加工助剂PPA是什么？含氟聚合物具有低表面能，塑料加工过程中能在塑料机械金属表面形成“涂层”，降低熔体与机筒、和螺杆、模口金属表面粘着力,改善熔体运动不均匀状态。应用含氟聚合物这种特性,生产的复合助剂称为含氟聚合物加工助剂（PPA）。2019/10/63含氟聚合物加工助剂共聚物组成TFE+PVDF+HFPTFE+HFP+VDFTFE+HFP+E(P)与氟橡胶有类似的结构，但不是氟橡胶。2019/10/64含氟聚合物加工助剂的分子结构从分子结构来分析，PPA从聚合反应方式、结晶状态、复配技术等都是新颖的：单峰、多峰含氟聚合物半结晶、非结晶聚合物与聚乙二醇复配与极性共聚物复配2019/10/65二、为什么含氟聚合物加工助剂在树脂加工中能起作用？氟化合物中氟原子高的负电性，使C-F键不易极化，因此C-F键范德华力比C-H键小。表面张力是分子间作用力的表现，分子间作用力小，表面张力必然低。分子结构不同对临界表面张力有影响，也就是对化合物临界表面张力的影响。2019/10/66表面组成rc—CF3（单分子层）6—CF2H（单分子层）15—CF2—CF3（聚合物）17—CF2—（聚合物）18—CF2—CH2—（聚合物）25—CH3（单分子层）22—24—CH2—（聚合物）31—CH—（聚苯乙烯）33—CClH—CH2—（聚合物）39—CCl2—CH3（聚合物）40化学结构与临界表面张力2019/10/67聚合物rcmN/m聚四氟乙烯18聚乙烯-四氟乙烯22聚偏氟乙烯25聚氟乙烯28聚乙烯31聚苯乙烯33聚乙烯醇37聚氯乙烯39聚偏氯乙烯40聚酯43尼龙6646聚合物的临界表面张力2019/10/68含氟聚合物加工助剂“涂层”示意图2019/10/69影响PPA涂层到达平衡的因素助剂的浓度助剂的分散程度加工中助剂总用量助剂与树脂的匹配2019/10/610三、含氟聚合物加工助剂的功能改善树脂加工流变性减少熔体破裂，清除“鲨鱼皮”现象减少模口积料提高产品质量薄膜的均匀性减少晶点提高制品表面光洁度、透明度提高制品机械性能2019/10/611（续上页）利于颜色的分散，减少颜色切换时间拓宽原料范围降低能耗提高生产效率2019/10/612PPA在吹塑挤出薄膜中的优越性2019/10/613PPA对LLDPE挤出压力的降低2019/10/614PPA在模口中的作用机理不含PPA含有PPA2019/10/615PPA对减少鲨鱼皮的影响2019/10/616PPA对PVC加工中降低模口积料2019/10/617PPA对薄膜厚度的变化频率的影响2019/10/618PPA对颜色切换速度的影响2019/10/619PPA对吹塑薄膜膜泡稳定性2019/10/620四、使用PPA的注意事项清理以前的污染系统PPA助剂高度分散载体树脂的选择PPA助剂牌号的选择PPA助剂的使用量、平衡时间2019/10/621PPA在制品中的分散情况高度分散均匀是PPA发挥作用的关键。2019/10/622含氟聚合物加工助剂的应用特点使用量100～1000ppm常用量400～500ppm平衡时间1小时2019/10/623应用PPA对薄膜表面性质的影响含氟聚合物加工助剂无PPAPPA1600ppmPPA11200ppmPPA3600ppmPPA31200ppm表面张力（10-5N4141414141雾度%5.05.67.55.35.8透明度%94.494.594.794.594.7透光率%9493.993.993.993.9黄变指数-0.04-0.04-0.04-0.01-0.02动态磨擦系数0.090.080.080.110.1静态磨擦系数0.150.110.120.160.15热粘性（N/25mm）70℃100℃115℃热粘性0.193.963.26热粘性0.193.983.20热粘性0.224.283.85热粘性0.194.243.24热粘性0.203.963.01热封性（lb/125mm）90°105125℃热粘性1.974.015.01热粘性1.914.375.18热粘性1.894.875.24热粘性1.824.725.08热粘性1.914.425.032019/10/624五、含氟聚合物加工助剂的使用方法直接加入制备母粒制备淤浆2019/10/625母粒生产流程2019/10/626制备母粒的优点PPA添加量准精分散性好改善操作环境2019/10/627母粒投料量的计算母粒中助剂含量%最终产品设定的助剂浓度（ppm）100200400600800100020.51.02.03.04.05.030.330.671.332.02.673.3340.250.51.01.52.02.550.20.40.81.21.62.02019/10/628制备母粒注意事项母粒浓度基础树脂基础树脂稳定性予混方法及生产装置制备单独母粒2019/10/629六、PPA的应用实例HDPE挤出管HDPE吹塑薄膜HDPE吹塑模塑HMW-HDPE吹塑薄膜LLDPE/LDPE农用流滴大棚膜PP薄膜2019/10/630PPA对HDPE挤出管挤出压力的影响相同螺杆转速的挤出压力（巴）相同挤出压力螺杆转速转/分无泰乐玛TM12834600ppm泰乐玛TM11147变化率%-13+382019/10/631PPA在HDPE挤出管中应用优点降低熔体粘度，降低挤出压力降低加工温度减少熔体破裂，提高制品表面光洁度提高产量、降低能耗消除或减少模口积料，减少维修时间2019/10/632PPA在HDPE吹塑模塑中应用效果项目不加PPA泰乐玛TM加入泰乐玛TM熔体温度℃189168制瓶周期S13.2311.91瓶外侧光洁度11.926.0瓶内侧光洁度23.752.02019/10/633LLDPE/LDPE农膜树脂：LLDPE吉化DFDA—7042MFR1.9LDPE大庆PE-F-18DMFR1.5助剂：DynamarFX—5920A母粒：2%PPA母粒设备：单螺杆挤出机φ65L/D=28：12019/10/634树脂比例：LLDPE/LDPE=40/60PPA对工艺参数的影响主机电流（A）螺杆转速转/分挤出量公斤/小时500ppmPPA54132111未添加55132108不同设备，挤出效率可以提高30~60%，对机械内消耗小的设备能耗明显降低，挤出效率提高大2019/10/635PPA对产品质量的影响树脂比例LLDPE/LDPE95：5LLDPE/LDPE7：3助剂浓度(ppm)5000膜厚（µm)6060挤出量（吨/小时）1.81.8透光率（%）8785.2雾度（%）2728拉伸强度（MPa)31.225断裂伸长率（%）8486922019/10/636HMW-HDPE薄膜树脂：HMW-HDPE10HLMI密度0.948助剂：DynamarFX-5920AFX-9613FX-5911母粒：2%PPA母粒设备：螺杆φ40L/D=24/1助剂用量：700ppm2019/10/637PPA对熔体破裂的影响2019/10/638PPA对模口压力的影响2019/10/639PPA对PP加工模口积料的影响2019/10/640七、PPA应用的安全性FDA原则上通过了PPA应用的安全性，认为是无毒物质。FDA21CFR177.1350FDA21CFR177.1520条款对PPA类共聚物作为加工助剂，在主体树脂中含量不超过0.2%2019/10/641八、PPA品种简介含氟聚合物加工助剂DynamarFX—5920外观：白色或乳白色颗粒粒径：﹤25目表观密度：0.7g/㎝³有效成分：97%2019/10/642含氟聚合物加工助剂DynamarFX—5911外观：白色或乳白色颗粒粒径：≦2400µm熔点：110—126℃熔融指数：5.0—14.0g/10min(265℃,5kg)比重：1.90—1.96g/㎝³2019/10/643含氟聚合物加工助剂DynamarFX—5924外观：白色或乳白色颗粒粒径：﹤25目表观密度：0.7g/㎝³有效成分：98%2019/10/644含氟聚合物加工助剂DynamarFX—5912外观：白色或乳白色颗粒粒径：≦2400µm熔点：110—126℃熔融指数：15--25g/10min(265℃,5kg)比重：1.90—1.96g/㎝³2019/10/645Dynamar含氟聚合物加工助剂的应用领域吹塑薄膜、流延膜吹塑模塑、注射成型挤出板材、型材挤出管、软管、线材电线.电缆纤维2019/10/646Dynamar含氟聚合物加工助剂品种及适用树脂树脂类型助剂牌号树脂类型助剂牌号LDPEFX-5920、FX-5924、FX-9613PS、PVCFX-5911LLDPE、MLLDPEFX-5920、FX-5924、FX-9614电线、电缆FX-5912MDPE、HDPE、HMW-HDPEFX-5920、FX-5911、FX-9614PA、PUFX-5914BOPP、PP、PPRFX-5911、FX-96142019/10/647谢谢大家！