نسل اول پلی اتیلن های سبک خطی متالوسنی (mLLDPE) با وجود برخورداری از خواص مکانیکی برتر نسبت به پلی اتیلن های متداول، به دلیل مشکلات فرآیندپذیری، نتوانستند سهم قابل‌توجهی از بازار را به دست آورند. فرآیندپذیری ضعیف این مواد نسبت به پلی اتیلن های متداول مانند LLDPE و LDPE، چالشی بزرگ برای تولیدکنندگان ایجاد کرد. این مشکل شامل فشار بالاتر اکستروژن، بار بیشتر بر موتور و ناپایداری در دمش حباب بود. اولین راه‌حل برای رفع این مشکلات، آمیزه‌سازی mLLDPE با LDPE بود که فرآیندپذیری را بهبود می‌بخشید، اما در مقابل خواص مکانیکی فیلم نهایی مانند مقاومت کششی و ضربه کاهش می‌یافت. فرآیندپذیری پلی اتیلن های پیشرفته (APE) راه حل کلیدی این مشکل بود.

تکنولوژی بایمودال در پلی اتیلن‌های پیشرفته (APE)

توسعه تکنولوژی بایمودال و استفاده از متالوسن، تحولی اساسی در پلی اتیلن های پیشرفته (APE) ایجاد کرد. تولید این مواد در دو یا چند راکتور سری به جای یک راکتور باعث تغییر در توزیع وزن مولکولی شد. این توزیع دو قله‌ای (بایمودال) در APEها، فرآیندپذیری و خواص مکانیکی بی‌نظیری را ارائه می‌دهد.

APEها با فشار اکستروژن کمتر و استحکام مذاب بالاتر، اکستروژن راحت‌تری را فراهم می‌کنند و امکان تولید فیلم‌هایی با ضخامت کمتر و کیفیت بالاتر را فراهم می‌نمایند. کاهش ضخامت فیلم‌های تولیدی با APEها تا 20 درصد، صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصرف مواد اولیه و کاهش هزینه‌های تولید ایجاد می‌کند.

مزایای فرآیندپذیری پلی اتیلن های پیشرفته (APE)

• فشار اکستروژن پایین‌تر: منجر به کاهش بار موتور و دمای فرآیند می‌شود.
• استحکام مذاب بالاتر: پایداری بیشتر حباب و امکان تولید فیلم‌های نازک‌تر.
• کاهش ضخامت فیلم: صرفه‌جویی اقتصادی و تولید فیلم‌های مقاوم‌تر در جهت MD.

استفاده از APEها در تولید فیلم‌های نازک، مزایای منحصر به فردی از جمله سرعت تولید بالا و کاهش هزینه‌های حمل و نقل را ارائه می‌دهد.

چالش‌های فرآیندپذیری نسل اول پلی اتیلن های سبک خطی متالوسنی (mLLDPE)

پلی اتیلن های سبک خطی متالوسنی (mLLDPE) به دلیل برخورداری از استحکام مکانیکی بالا، مقاومت ضربه‌ای مناسب و خواص نوری بهبود‌یافته، مورد توجه صنعت بسته‌بندی و تولید فیلم‌های پلیمری قرار گرفتند. بااین‌حال، این نسل از پلی اتیلن‌ها، مشکلات فرآیندپذیری قابل‌توجهی نسبت به پلی اتیلن های مرسوم مانند LLDPE و LDPE داشتند که مانع از گسترش سریع آن‌ها در بازار شد.

مشکلات فرآیندپذیری این مواد شامل:

• فشار بالاتر اکستروژن که باعث افزایش بار موتور و مصرف انرژی می‌شود.
• ناپایداری در دمش حباب فیلم که مشکلاتی مانند ترکیدگی و تغییر ضخامت فیلم ایجاد می‌کند.
• کاهش راندمان تولید که منجر به افزایش هزینه‌های فرآیند می‌شود.

راهکارهای اولیه برای بهبود فرآیندپذیری mLLDPE

یکی از راه‌حل‌های اولیه برای رفع این مشکلات، آمیزه‌سازی mLLDPE با LDPE بود که باعث بهبود فرآیندپذیری و سهولت اکستروژن شد. بااین‌حال، این راهکار دارای محدودیت‌هایی نیز بود:

• کاهش خواص مکانیکی فیلم نهایی از جمله مقاومت کششی و ضربه.
• عدم بهره‌برداری کامل از مزایای mLLDPE در بهبود کیفیت فیلم.

توسعه پلی اتیلن های پیشرفته (APE) و بهبود فرآیندپذیری

پلی اتیلن های پیشرفته (APE) با بهره‌گیری از فناوری بایمودال و استفاده از کاتالیست‌های متالوسنی، تحولی اساسی در صنعت پلی اتیلن ایجاد کردند. در این روش، به‌جای تولید پلیمر در یک راکتور، از دو یا چند راکتور سری برای ایجاد توزیع وزن مولکولی بایمودال استفاده می‌شود.

این فناوری موجب بهبود فرآیندپذیری و حفظ خواص مکانیکی برتر در فیلم‌های پلیمری می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی APE در بهبود فرآیندپذیری

• فشار اکستروژن پایین‌تر: استفاده از پلی اتیلن های پیشرفته، نیاز به فشار اکستروژن بالا را کاهش می‌دهد که منجر به کاهش بار موتور، کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان تولید می‌شود.
• استحکام مذاب بالاتر: بهبود استحکام مذاب APEها باعث پایداری بهتر حباب فیلم در فرآیند دمش شده و از ترکیدگی و نوسانات ضخامت جلوگیری می‌کند.
• کاهش ضخامت فیلم و صرفه‌جویی اقتصادی: استفاده از APEها در تولید فیلم‌های نازک امکان کاهش ضخامت فیلم تا ۲۰٪ را فراهم می‌کند که منجر به کاهش مصرف مواد اولیه، کاهش هزینه‌های تولید و افزایش بازدهی فرآیند می‌شود.

مزایای فرآیندپذیری پلی اتیلن های پیشرفته (APE) در تولید فیلم‌های پلیمری

• کاهش دمای فرآیند: منجر به افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش استهلاک اکسترودرها می‌شود.
• پایداری بیشتر در فرآیند تولید: بهبود استحکام مذاب باعث ثبات در دمش حباب فیلم و کاهش نرخ ضایعات می‌شود.
• افزایش سرعت تولید و بهره‌وری بالا: APEها امکان افزایش سرعت تولید فیلم‌های پلیمری را فراهم می‌کنند که به کاهش هزینه‌های عملیاتی منجر می‌شود.
• بهبود کیفیت فیلم‌های پلیمری: امکان تولید فیلم‌های نازک‌تر، شفاف‌تر و مقاوم‌تر را فراهم می‌کند که در بسته‌بندی‌های سبک و کارآمد بسیار کاربردی است.

فرآیندپذیری پلی اتیلن های پیشرفته (APE) با توسعه فناوری بایمودال بهبود چشمگیری یافته است. این پلیمرها نه‌تنها مشکلات نسل اول mLLDPE را برطرف کرده‌اند، بلکه امکان تولید فیلم‌های پلیمری با کیفیت بالاتر، ضخامت کمتر و فرآیندپذیری بهتر را فراهم آورده‌اند.

استفاده از APEها در صنعت بسته‌بندی و تولید فیلم‌های نازک، به‌عنوان یک راهکار اقتصادی و پایدار، منجر به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد مکانیکی فیلم‌ها می‌شود.