DOWLEX™ 2047G

Идентификация продукта и обзор материалов

Введение и классификация

DOWLEX™ 2047G — высокопроизводительная термопластичная смола, разработанная и производимая компанией Dow Chemical Company. Она относится к линейному полиэтилену низкой плотности (ЛПЭНП) — полимерам, известным своей исключительной гибкостью и прочностью. Материал поставляется переработчикам в виде белых гранул без запаха, предназначенных для промышленной переработки в готовую продукцию.

По химическому составу DOWLEX™ 2047G представляет собой сополимер этилена и октена-1. Этот специфический химический состав позволяет отнести его к премиальной подкатегории ЛПЭНП. Использование октена-1 в качестве сомономера вместо олефинов с более короткой цепью, таких как бутен или гексен, является осознанным выбором при разработке его молекулярной структуры. В процессе полимеризации более длинные шестиуглеродные боковые цепи октенового сомономера весьма эффективно нарушают формирование идеально упорядоченной кристаллической структуры. Это создает полимерную матрицу с высокой плотностью «связующих молекул» — длинных полимерных цепей, соединяющих несколько кристаллических ламелей через аморфные области. Эта прочная, взаимосвязанная молекулярная архитектура непосредственно отвечает за превосходную способность материала поглощать и рассеивать энергию, что проявляется в его макроскопических механических характеристиках.

Основным и предполагаемым методом изготовления DOWLEX™ 2047G является экструзия литой пленки — процесс, для которого эта смола была тщательно оптимизирована для получения высококачественных пленок для требовательных применений.

Основное предложение по производительности

Главным преимуществом DOWLEX™ 2047G, неизменно подчеркиваемым во всей технической документации, является исключительный баланс механических свойств. Он разработан для обеспечения исключительной прочности, ударной вязкости и сопротивления разрыву. Эти характеристики не являются взаимоисключающими, а синергетически дополняются молекулярной структурой смолы. Ключевым показателем эффективности, обусловленным этой прочностью, является превосходная стойкость к проколам пленок, изготовленных из этой марки, что является критически важным требованием для основных целевых рынков, где целостность пленки под нагрузкой имеет первостепенное значение. Такое сочетание свойств позволяет производить прочные и надежные пленки, толщина которых может быть уменьшена без ущерба для эксплуатационных характеристик, что обеспечивает потенциальные экономические и экологические преимущества.

Рецептура и добавки

Отличительной особенностью DOWLEX™ 2047G является его формула «голой» или «чистой» смолы. В технических паспортах прямо указано, что продукт в исходном виде не содержит скользящих добавок, антиблокирующих агентов и технологических добавок. Это намеренное отсутствие добавок является существенным преимуществом для переработчиков, которым необходим максимальный контроль над свойствами готовой пленки. DOWLEX™ 2047G представляет собой чистый, немодифицированный базовый полимер, позволяющий точно и индивидуально вводить специальные мастербатчи (например, скользящие, антиблокирующие, адгезионные, УФ-стабилизаторы) для точного соответствия свойствам поверхности и эксплуатационным характеристикам конкретного конечного продукта. Эта гибкость делает его универсальным исходным материалом для широкого спектра пленочных продуктов.

Основная смола и физические характеристики

Фундаментальные физические свойства

Основные свойства смолы в ее чистой гранулированной форме являются важнейшими идентификаторами для выбора материала, разработки процесса и контроля качества.

Номинальная плотность DOWLEX™ 2047G неизменно составляет 0.917 г/см³ (эквивалентно 0.0331 фунта/дюйм³), определяемая по методу испытаний ASTM D792. В некоторых технических документах также указывается «базовая плотность» 0.917 г/см³. Этот термин используется для пояснения плотности чистой полимерной основы, при этом следует отметить, что добавление минеральных добавок, таких как антиадгезив, обычно увеличивает плотность готового компаунда. Поскольку DOWLEX™ 2047G не содержит добавок, его номинальная и базовая плотности идентичны.

Индекс текучести расплава (MFI), критический показатель вязкости полимера при заданных условиях, составляет 2.3 г/10 мин. Это значение получено в соответствии со стандартом ASTM D1238 при температуре 190 °C и нагрузке 2.16 кг. Этот конкретный MFI не является произвольным значением; он представляет собой тщательно подобранный компромисс между технологичностью и эксплуатационными характеристиками конечного изделия. MFI обратно пропорционален средней молекулярной массе полимера. Более низкий MFI подразумевает более высокую молекулярную массу, что приводит к улучшенным механическим свойствам, таким как ударная вязкость и прочность на разрыв, но также приводит к получению высоковязкого расплава, который трудно перерабатывать, требует больше энергии и склонен к разрыву расплава на высоких скоростях линии. И наоборот, значительно более высокий MFI приведет к получению смолы с низкой вязкостью, которую легко экструдировать, но при этом будет образовываться пленка с более низкой механической прочностью, что сводит на нет преимущества ее высококачественной химии октенового сомономера. Показатель текучести расплава (MFI) 2.3 г/10 мин обеспечивает продуманный баланс, сохраняя исключительную механическую целостность, достигаемую благодаря высокой молекулярной массе и октеновой структуре, и одновременно обеспечивая достаточную текучесть расплава для эффективной высокоскоростной переработки на современных линиях по производству литьевой пленки, о чем свидетельствует рекомендуемая скорость линии 122 м/мин. Именно благодаря этому балансу смола отмечена как «превосходная обрабатываемость» и «исключительная прочность».

Таблица 1: Сводка ключевых идентификаторов материалов

Подробные эксплуатационные характеристики пленки

Свойства плёнки, изготовленной из DOWLEX™ 2047G, являются окончательным показателем её эффективности. Приведённые ниже данные основаны на номинальной толщине плёнки 20 мкм (0.8 мил) или 20.3 мкм (0.800 мил), которая служит стандартным эталоном для сравнения.

Механические свойства: анизотропное поведение

Процесс экструзии поливной пленки обеспечивает определенную степень ориентации молекул, что приводит к анизотропным свойствам, то есть поведение пленки различается в продольном (MD) и поперечном (TD) направлениях. Эта анизотропия является критически важным и желательным свойством для многих областей ее применения.

Механические свойства пленки указывают на то, что она разработана для конкретного назначения. Процесс литьевой экструзии, при котором расплавленное полимерное полотно вытягивается из фильеры и охлаждается на охлаждающем валке, изначально выравнивает длинные полимерные цепи в продольном направлении. Такая ориентация создает прочный «остов» по ​​всей длине пленки, что подтверждается значительно более высокой прочностью на разрыв в продольном направлении (50.1 МПа) по сравнению с поперечным (28.8 МПа). Прочность в продольном направлении имеет решающее значение для технологичности, предотвращая разрыв пленки при высокоскоростной намотке и последующей обмотке.

Напротив, пленка демонстрирует превосходные характеристики в поперечном направлении, связанные с удержанием и растяжением. Удлинение при разрыве в поперечном направлении (TD) существенно выше (650%), чем в продольном (MD) (460%), а прочность на разрыв по Элмендорфу также значительно выше в поперечном направлении (TD) (510 г), чем в продольном (MD) (340 г). Для основного применения в качестве стретч-пленки для паллет это наиболее критически важный показатель производительности. Высокое удлинение в поперечном направлении позволяет пленке плотно обтягивать острые углы паллет без разрушения, обеспечивая высокую удерживающую силу. Высокая прочность на разрыв в поперечном направлении гарантирует, что любой прокол или царапина, возникающие во время транспортировки, не распространятся по ширине пленки, что привело бы к катастрофическому отказу груза. Этот профиль данных — высокая прочность в продольном направлении для обработки и высокая прочность на растяжение и разрыв в поперечном направлении для эксплуатационных характеристик — демонстрирует материал, идеально оптимизированный для своего основного конечного использования.

Тепловые свойства

Тепловые характеристики пленки определяют ее технологические возможности и эксплуатационные характеристики в условиях колебаний температуры.

• Температура плавления (T_m): Пиковая температура плавления, измеренная методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) по методу Доу, составляет 122 °C (252 °F). Это значение необходимо для определения верхней границы диапазона температур переработки в процессе экструзии.
• Температура размягчения по Вика: Температура размягчения по Вика, измеренная согласно ASTM D1525, составляет 97.8 °C (208 °F). Эта характеристика указывает на температуру, при которой материал начинает терять структурную целостность под действием определённой нагрузки, и является ключевым показателем термостойкости плёнки и её способности сохранять размерную стабильность и несущую способность при повышенных температурах.

Оптические свойства

DOWLEX™ 2047G позволяет производить пленки с исключительными оптическими свойствами, повышающими эстетическую привлекательность упакованных товаров.

• Мгла: Пленка демонстрирует исключительно низкий показатель мутности — 0.40% — при испытании по стандарту ASTM D1003. Это свидетельствует о превосходной прозрачности, позволяющей хорошо видеть упакованный продукт.
• Глянец: Под углом 45° пленка демонстрирует высокий уровень глянца — 95% (ASTM D2457). Этот высокий глянец обеспечивает высококачественную светоотражающую поверхность, что особенно важно для потребительской упаковки.

Таблица 2: Подробные данные о свойствах пленки

Примечание: Все характеристики плёнки указаны для номинальной толщины 20 мкм (0.8 мил). Эти значения являются типичными и не должны рассматриваться как технические характеристики. Источник 5.

Приложения и рынки конечного использования

Уникальное сочетание исключительной механической прочности, превосходной технологичности и превосходных оптических свойств делает DOWLEX™ 2047G универсальной, высокопроизводительной платформенной смолой, подходящей для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности.

Основное применение: высокопроизводительная стретч-пленка

Наиболее известным и часто упоминаемым применением DOWLEX™ 2047G является производство высокопроизводительной литой стретч-пленки. Её свойства идеально подходят как для промышленной, так и для потребительской упаковки, особенно для таких применений, как автоматизированная промышленная упаковка паллет и ручная упаковка. Высокая стойкость к проколам и разрывам обеспечивает целостность груза при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах, а превосходная растяжимость позволяет надёжно удерживать груз, используя потенциально меньше плёнки на паллету, что обеспечивает снижение затрат на упаковку.

Вторичные и специальные приложения

За пределами основного рынка основные свойства DOWLEX™ 2047G используются в ряде других специализированных секторов:

• Гигиена и личная гигиена: Эта смола является предпочтительным материалом на рынке гигиенических изделий. Сочетание прочности и естественной мягкости делает её идеальным материалом для воздухопроницаемых и воздухонепроницаемых пленок для подкладок, используемых в детских подгузниках, средствах для взрослых, страдающих недержанием мочи, и средствах женской гигиены. Благодаря своей прочности, она позволяет производить очень тонкие, лёгкие и бесшумные пленки, сохраняющие барьерные свойства. Она также используется для изготовления перфорированных пленок для верхних слоев, где требуется отвод жидкости и мягкость на ощупь.
• Сельскохозяйственные фильмы: В сельском хозяйстве долговечность имеет первостепенное значение. DOWLEX™ 2047G рекомендуется для таких применений, как силосная плёнка и плёнка для мульчирования, где требуется высокая прочность на разрыв и прокол для защиты от воздействия окружающей среды и механических нагрузок во время нанесения и использования.
• Пленки для ламинирования: Превосходная прочность и высокая прозрачность смолы делают её ценным компонентом многослойных ламинированных плёночных конструкций. Она может служить прочным внешним слоем или сердцевинным слоем, обеспечивающим прочность всей композитной конструкции.
• Искусственный газон: Прочность и износостойкость DOWLEX™ 2047G делают его пригодным для производства пряжи для полей с искусственным газоном. Он используется для создания как монофиламентных, так и фибриллированных ленточных нитей, которые должны выдерживать интенсивную пешеходную нагрузку и воздействие окружающей среды в течение длительного времени.

Широкий спектр применения демонстрирует, что DOWLEX™ 2047G — это не узкоспециализированный продукт. Его фундаментальные характеристики, такие как прочность, устойчивость к разрыву и технологичность, создают надежную основу, которую можно адаптировать к различным, казалось бы, разнородным рынкам: от промышленной упаковки до мягких на ощупь гигиенических изделий.

Руководство по обработке и изготовлению для экструзии литой пленки

Рекомендуемые условия обработки

Приведенные ниже параметры представляют собой типичные условия производства литой пленки из DOWLEX™ 2047G. Эти значения служат отличной отправной точкой для инженеров-технологов для организации стабильного процесса, который затем может быть оптимизирован под конкретное оборудование и требования к конечному продукту. Данные были получены для экструдеров с соотношением длины к диаметру (Д/Д) 30:1 и диаметром шнека от 2.0 до 2.5 дюймов (от 51 до 63.5 мм).

• Температура плавления: Рекомендуется диапазон целевой температуры расплава от 524°F до 525°F (от 273°C до 274°C).
• Температура охлаждающего валика: Для эффективного охлаждения и затвердевания пленки рекомендуется поддерживать температуру поверхности охлаждающего валка 70°F (21°C).
• Скорость линии: Смолу можно перерабатывать на высокой линейной скорости 376 футов в минуту (122 м/мин).
• Скорость винта: В типичной установке использовалась скорость вращения шнека 35 об/мин; однако этот параметр сильно зависит от размера конкретного экструдера, конструкции шнека и желаемой производительности.

Таблица 3: Рекомендуемые параметры экструзии литой пленки

Примечание: Это лишь типичные характеристики, которые не следует рассматривать как спецификации. Пользователи должны подтвердить результаты собственными испытаниями, соответствующими их конкретному оборудованию и условиям применения. Источник 5.

Вопросы обработки и потенциальные проблемы

Поскольку DOWLEX™ 2047G — это «голая» смола, поставляемая без добавок, переработчики должны учитывать это при разработке технологического процесса. Отсутствие технологической добавки означает, что, несмотря на то, что индекс текучести расплава (ПТР) смолы оптимизирован для хорошей перерабатываемости, значительное превышение рекомендуемых скоростей линии или скоростей сдвига может привести к разрыву расплава. В условиях высокой производительности может потребоваться добавление отдельной мастербатча полимерной технологической добавки (ППА) для поддержания гладкой поверхности пленки.

Кроме того, отсутствие скользящих и антиблокирующих добавок означает, что высокопрозрачная плёнка может быть склонна к «слипанию» — явлению, при котором соседние слои плёнки на рулоне слипаются. Этого можно избежать, тщательно контролируя температуру охлаждающего валка и натяжение намотки, но для большинства применений производителям потребуется добавлять собственный антиблокирующий мастербатч для обеспечения плавной размотки готовых рулонов.

Соблюдение нормативных требований и статус контакта с пищевыми продуктами

Глобальное соответствие требованиям к контакту с пищевыми продуктами

DOWLEX™ 2047G подходит для широкого спектра применений в сфере упаковки пищевых продуктов, поскольку соответствует основным нормам США и Европейского союза, касающимся контакта с пищевыми продуктами.

• США (FDA): Соответствие смолы требованиям регламентируется двумя ключевыми механизмами. Эта двойная проверка обеспечивает высокий уровень гарантий её использования.
  • На него распространяется действие 21 CFR 177.1520 (c) 3.1a — основополагающего регламента, в котором перечислены олефиновые полимеры, общепризнанные как безопасные для использования в изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами.
  • Он также соответствует требованиям программы FCN 424 (Уведомление о контакте с пищевыми продуктами). Программа FCN представляет собой более современный и специализированный процесс, в рамках которого производитель представляет данные о конкретном веществе в FDA. Эффективный FCN обеспечивает целенаправленное и своевременное разрешение регулирующих органов на уведомляемое вещество. Наличие как общего списка CFR, так и конкретного FCN свидетельствует о надёжном профиле соответствия.
• Европейский Союз: Смола соответствует Регламенту Комиссии (ЕС) № 10/2011 о пластиковых материалах и изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами.

Конечным пользователям крайне важно ознакомиться с полным текстом настоящих правил, чтобы убедиться, что в них охвачены конкретные условия применения и использования.

Соблюдение других нормативных требований

Помимо требований к контакту с пищевыми продуктами, DOWLEX™ 2047G также соответствует Директиве ЕС 2011/65/EU, широко известной как Директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS). Это подтверждает, что материал не содержит опасных веществ, использование которых в электрическом и электронном оборудовании ограничено.

Таблица 4: Сводка по соблюдению нормативных требований

Протокол по охране труда, технике безопасности и обращению с веществами

Отказ от ответственности: Перед применением необходимо всегда получать у поставщика официальный паспорт безопасности (SDS) для DOWLEX™ 2047G. Следующая информация основана на паспорте безопасности (SDS) для близкородственной марки DOWLEX™ 2045G, которая имеет тот же базовый полимер (сополимер этилена и октена-1), физическую форму и общий профиль опасности.

Идентификация опасности

Поставляемый в форме твердых гранул продукт не классифицируется как опасный химикат в соответствии со Стандартом OSHA по информированию об опасностях (29 CFR 1910.1200). Однако при обращении с ним и его переработке могут возникать определенные физические риски.

Физические опасности:

• Опасность поскальзывания: Рассыпанные гранулы создают значительный риск поскальзывания и падения. Важно поддерживать чистоту и порядок.
• Горючая пыль: Механическая обработка, транспортировка и переработка могут привести к образованию мелкодисперсной пыли. Если эти частицы накапливаются и попадают в воздух в достаточной концентрации, они могут образовать горючую смесь, что создаёт опасность взрыва пыли. Необходимо предотвращать накопление пыли, а оборудование должно быть надёжно заземлено для предотвращения возгорания от статического разряда.
• Термические ожоги: Материал обрабатывается при высоких температурах (например, 274°C). Прямой контакт с расплавленным полимером может вызвать сильные и глубокие термические ожоги.

Опасности для здоровья:

• Контакт с глазами и кожей: Твердые гранулы практически не раздражают кожу и глаза, хотя пыль может вызывать механическое раздражение.
• Прием внутрь: Материал обладает очень низкой пероральной токсичностью. Однако проглатывание гранул может привести к удушью, а в больших количествах — к закупорке желудочно-кишечного тракта.
• Вдыхание: Пары и испарения, выделяющиеся при высокотемпературной обработке, могут вызывать раздражение дыхательных путей. Производственные помещения должны быть оборудованы надлежащей общей или местной вытяжной вентиляцией.

Меры первой помощи и пожаротушения

Первая медицинская помощь:

При попадании пыли в глаза тщательно промойте их водой. При попадании расплавленного полимера на кожу немедленно охладите пораженный участок большим количеством холодной воды или струей ледяной воды. НЕ пытайтесь удалить затвердевший полимер с кожи, так как это может привести к серьезному повреждению тканей. При любых термических ожогах немедленно обратитесь за медицинской помощью.

Пожаротушение:

Подходящими средствами пожаротушения являются водяной туман, мелкодисперсное распыление, пена, сухие химические и углекислотные огнетушители. При тушении полимерных пожаров образуется густой дым, содержащий потенциально токсичные и раздражающие продукты горения (например, угарный газ). Пожарные должны использовать автономные дыхательные аппараты с избыточным давлением (ДАД) и полную защитную экипировку.

Обращение, хранение и средства индивидуальной защиты (СИЗ)

Обращение и хранение:

Использовать в хорошо проветриваемых помещениях. Соблюдайте строгие правила уборки, чтобы контролировать уровень пыли и не допускать проливов. Беречь от открытого огня и других источников возгорания. Хранить в сухом месте.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ):

Рекомендуется как минимум использовать защитные очки. При работе с расплавленным материалом или в зонах, где возможен тепловой контакт, необходимо использовать изоляционные перчатки и защитную одежду. При образовании пыли или технологических паров выше допустимых норм следует использовать соответствующие средства защиты органов дыхания (например, воздухоочистительный респиратор с фильтром для улавливания частиц).

Вопросы охраны окружающей среды и утилизации

DOWLEX™ 2047G — это водонерастворимое полимерное вещество, предположительно инертное в окружающей среде. Он не подвержен быстрому биоразложению, но может подвергаться медленной фотодеградации на поверхности под воздействием солнечного света. В водной среде гранулы, как ожидается, будут плавать. Хотя гранулы не считаются экотоксичными, они могут быть проглочены водоплавающими птицами и другими водными организмами, вызывая механические повреждения или закупорку. Материал является термопластиком и может быть переработан вместе с полиэтиленом.

Управление продуктом и ограничения по использованию

Политика подачи заявлений в Dow Medical

Компания Dow придерживается строгой политики в отношении использования своей продукции в определённых медицинских целях. Как указано в технической документации, компания Dow сознательно не будет продавать или предоставлять образцы DOWLEX™ 2047G для каких-либо коммерческих или исследовательских целей, предназначенных для:

• Длительный или постоянный контакт с внутренними жидкостями или тканями организма, где «длительный» определяется как контакт, превышающий 72 непрерывных часа.
• Использование в сердечных протезах, независимо от длительности контакта. Это включает, помимо прочего, электроды кардиостимуляторов, искусственные сердца, сердечные клапаны и устройства для желудочкового шунтирования.

Производитель медицинского изделия или фармацевтического препарата несет исключительную ответственность за определение пригодности и безопасности продукта для конкретного медицинского применения путем проведения соответствующих испытаний и оценки рисков.

Общий отказ от ответственности и ответственности пользователя

Информация и данные, представленные в настоящем документе, основаны на контролируемых лабораторных испытаниях и считаются достоверными. Они предоставляются добросовестно, но без гарантий, поскольку условия и методы использования продукции Dow находятся вне контроля компании Dow. Приведённые значения представляют собой типичные свойства и не должны интерпретироваться или использоваться в качестве обязательных спецификаций.

Потенциальным пользователям настоятельно рекомендуется провести собственные испытания, чтобы определить пригодность DOWLEX™ 2047G для своих конкретных процессов, сфер применения и условий конечного использования, прежде чем применять материал в коммерческих масштабах.