Como escolher materiais de PE e processá-los em folhas e barras de PE de alta qualidade?

PE (Polietileno), é um polímero de alto peso molecular formado pela polimerização de monômeros de etileno (C₂H₄) e é um tipo de resina termoplástica. É uma das matérias-primas plásticas mais produzidas e mais utilizadas no mundo, com excelentes propriedades gerais (como resistência química, isolamento elétrico e processabilidade), tornando-o amplamente utilizado em embalagens, materiais de construção, necessidades diárias, produtos industriais e outros campos.

Ⅰ. Natureza Química e Estrutura do PE

A estrutura molecular do PE é composta por um grande número de monômeros de etileno ligados entre si por meio de polimerização por adição, com a estrutura consistindo em unidades repetidas "-CH2-CH2-". As diferenças de desempenho devem-se principalmente ao grau de ramificação e cristalinidade da cadeia molecular:

Número de ramificações: Mais ramificações resultam em um arranjo de cadeia molecular mais frouxo e em menor densidade (como LDPE); menos ramificações (ou mesmo nenhuma ramificação) resultam em um arranjo de cadeia molecular mais denso e em uma densidade mais alta (como HDPE). Cristalinidade: PE com menos ramificações tem maior cristalinidade (por exemplo, HDPE tem cristalinidade de 70% a 80%) e é mais rígido, duro e resistente ao calor. O PE com mais ramificações tem uma cristalinidade mais baixa (por exemplo, o LDPE tem uma cristalinidade de cerca de 50%-60%) e é mais macio e transparente.

Ⅱ. Classificação PE e propriedades típicas de matérias-primas

Com base nas diferenças nos processos de polimerização e nas estruturas moleculares, o PE é dividido principalmente em três categorias. Embora todas as matérias-primas apareçam na forma de pellets (aproximadamente 2 a 5 mm de diâmetro e 5 a 10 mm de comprimento), seu desempenho e aplicações diferem significativamente:

Tipo	Nome completo	Densidade (g/cm³)	Características da Cadeia Ramificada	Propriedades principais	Aplicações Típicas
PEBD	Polietileno de baixa densidade	0,910-0,925	Altamente ramificado (cadeia longa + ramos de cadeia curta)	Macio, transparente, resistente ao frio, fácil de processar	Adequado para sacos plásticos, filmes agrícolas, embalagens plásticas e revestimentos
PEBDL	Polietileno Linear de Baixa Densidade	0,915-0,925	Ramos de cadeia curta (sem ramos de cadeia longa)	Dureza superior e resistência à perfuração ao LDPE, com maior resistência à tração	Usado para filme de embalagem, filme de embalagem resistente e tubos
PEAD	Polietileno de alta densidade	0,941-0,965	Quase nenhuma ramificação (estrutura principalmente linear)	Excelente rigidez, resistência química e resistência à temperatura (-50°C a 80°C)	Adequado para garrafas plásticas, barris, tubos, folhas e paletes

Materialinformationen-Polyethylen-optimiert

Ⅲ. Como selecionar matérias-primas de PE (polietileno) de alta qualidade?

PE (polietileno) é categorizado por densidade em polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e polietileno de alta densidade (HDPE). O desempenho dos diferentes tipos de PE varia significativamente. A escolha de matérias-primas de PE de alta qualidade exige considerar o cenário de aplicação, com foco nos seguintes indicadores:

1. Identifique o tipo de PE e os requisitos de aplicação.

LDPE/LLDPE: Macio e transparente, adequado para filmes (como sacolas plásticas e filmes agrícolas).

HDPE: Altamente rígido e quimicamente resistente, adequado para chapas, tubos, contêineres e muito mais.

Selecione o tipo apropriado com base no produto alvo (por exemplo, folhas/varas são geralmente de HDPE).

2. Teste de indicadores-chave de desempenho

Propriedades Físicas:

Densidade: A densidade do HDPE é de aproximadamente 0,941-0,965 g/cm³, a densidade do LDPE é de aproximadamente 0,910-0,925 g/cm³. Os desvios devem estar em conformidade com os padrões nacionais (por exemplo, GB/T 11115-2009).

Taxa de fluxo de fusão (MFR): reflete a fluidez do processamento. As folhas de HDPE normalmente têm um MFR de 0,1-1,0 g/10 min (maior peso molecular, melhor resistência); os filmes normalmente têm um MFR de 1-5 g/10 min (melhor fluidez).

Propriedades mecânicas: Resistência à tração (HDPE ≥ 20 MPa), alongamento na ruptura (LDPE ≥ 500%), resistência ao impacto (resistência a baixas temperaturas).

Peso molecular e distribuição: Uma ampla distribuição de MWD melhora a processabilidade, enquanto uma distribuição estreita de MWD aumenta a resistência (a seleção depende dos requisitos do produto).

3. Aparência e controle de impurezas

Os grânulos de PE de alta qualidade devem ter cor uniforme (geralmente branco leitoso ou translúcido), livres de amarelecimento, manchas pretas ou impurezas metálicas (impurezas podem causar defeitos de processamento ou degradação de desempenho).

Verifique a uniformidade dos grânulos para evitar grumos ou quebras excessivas (que podem ser causadas por armazenamento inadequado ou por uma alta proporção de material reciclado).

4. Especificações Químicas e de Segurança

Teor de cinzas: ≤0,05% (reflete o nível de impurezas inorgânicas; alto teor de cinzas pode facilmente levar a produtos quebradiços).

Umidade: ≤0,1% (PE tem baixa higroscopicidade, mas grânulos úmidos podem causar a formação de bolhas quando extrudados).

Os padrões de proteção ambiental devem ser atendidos (por exemplo, não tóxico, livre de aditivos prejudiciais; a certificação de qualidade alimentar deve ser certificada pela FDA ou GB 4806).

5. Fabricante e verificação de qualificação

Selecione fornecedores confiáveis e solicite relatórios de inspeção de fábrica.

Ⅳ. Como as matérias-primas de PE devem ser armazenadas?

Embora o PE seja resistente ao envelhecimento, o armazenamento inadequado a longo prazo pode levar à degradação devido à oxidação, absorção de umidade ou contaminação. Os seguintes pontos devem ser observados:

1. Controle Ambiental

Temperatura: Armazenar em local fresco e escuro, ≤30°C (altas temperaturas aceleram a degradação oxidativa).

Umidade: Umidade relativa ≤60% (PE possui baixa higroscopicidade, mas ambientes úmidos podem causar condensação na superfície dos pellets).

Luz: Evite a luz solar direta (os raios ultravioleta podem causar fotooxidação; a embalagem deve ser feita em sacos ou caixas de tecido que bloqueiem a luz).

2. Vedação e Isolamento

As matérias-primas fechadas devem ser mantidas em suas embalagens originais (sacos à prova de umidade ou sacos a granel). Após a abertura, utilize o mais rápido possível. Quaisquer matérias-primas restantes devem ser seladas em um recipiente à prova de umidade para evitar a entrada de poeira e materiais estranhos.

3. Classificação e Rotulagem

Armazene matérias-primas de diferentes tipos e lotes separadamente para evitar confusão.

Marque a data de produção e a data de validade (a data de validade típica para matérias-primas de PE é de 1 a 2 anos; após a expiração, teste novamente o MFR, a resistência à tração, etc.).

Folha de polietileno de alta densidade AHD

Ⅴ. Como produzir folhas e barras de PE de alta qualidade?

Folhas e barras de PE são frequentemente produzidas usando o processo de extrusão. Os principais fatores incluem pré-tratamento de matérias-primas, comissionamento de equipamentos e controle de parâmetros de processo.

1. Pré-tratamento de matéria-prima

Se a matéria-prima for armazenada em ambiente úmido (como durante a estação chuvosa no sul da China), a secagem é necessária: secagem forçada ao ar a 80°C por 2 a 4 horas (o PE tem baixa higroscopicidade, portanto pode ser omitido durante o armazenamento normal).

O material reciclado deve ser adicionado a ≤ 20% para evitar perda de peso molecular e degradação da resistência devido ao processamento repetido.

2. Seleção e Comissionamento de Equipamentos

Extrusora: Extrusora de parafuso único (relação comprimento-diâmetro L/D = 25-30, adequada para folha de HDPE e haste de HDPE) ou extrusora de parafuso duplo (excelente na mistura, adequada para PE modificado com cargas).

Mofo:

Folga da matriz: Uniforme (desvio da espessura da folha ≤ ±0,1 mm). Ajuste de acordo com a espessura desejada (por exemplo, para uma chapa de 10 mm, a folga da matriz deve ser de aproximadamente 10,5-11 mm para compensar a contração por resfriamento). Matriz de ajuste: Use vácuo ou resfriamento a água para garantir a estabilidade dimensional (a temperatura da água de resfriamento para HDPE é de 15-25°C; para LDPE, um pouco mais alta).

3. Controle de parâmetros de processo

Temperatura:

HDPE: Temperatura do barril 180-220°C (seção traseira 160-180°C, seção frontal 200-220°C), cabeçote 210-230°C (evite baixas temperaturas que levam à má plastificação ou altas temperaturas que levam à degradação).

LDPE: Temperatura do barril 160-200°C (baixo ponto de fusão para evitar superaquecimento e decomposição).

Velocidade do parafuso: 5-20 rpm (a baixa velocidade garante plastificação suficiente e evita superaquecimento por cisalhamento).

Contrapressão: 0,5-2 MPa (aumentar a contrapressão melhora a uniformidade do fundido e reduz as bolhas).

4. Extração e pós-processamento

Velocidade de tração: Combine a velocidade de extrusão (puxar muito rápido resulta em espessura mais fina, enquanto puxar muito lentamente pode causar volume) e mantenha uma velocidade constante (desvio ≤ ±0,5%).

Resfriamento: Após a modelagem, resfrie naturalmente ou passe por rolos de resfriamento para evitar tensões internas causadas pelo resfriamento rápido.

Corte e aparamento: corte com serra ou laser e apare para remover rebarbas (rebarbas excessivas afetarão a precisão dimensional).

5. Controle de qualidade

Aparência: Superfície lisa, livre de arranhões e bolhas e sem delaminação na seção transversal.

Dimensões: Tolerância de espessura ≤ ±0,2mm (folha), tolerância de diâmetro ≤ ±0,3mm (haste).

Desempenho: A resistência à tração e o ponto de amolecimento Vicat são inspecionados aleatoriamente para garantir a conformidade com os requisitos da aplicação.

As matérias-primas de PE de alta qualidade devem ser selecionadas com base no tipo, indicadores de desempenho e relatórios de teste. As prioridades de armazenamento incluem secura, proteção contra luz e vedação. O processamento em folhas e varetas depende do controle da temperatura de extrusão, da precisão do molde e da velocidade de extração, além de fortalecer as inspeções de qualidade do processo. Através do controle abrangente do processo, é possível a produção estável de folhas e barras de PE de alto desempenho.