聚合物加工助劑（PPA）及母料簡介

1. 聚合物加工助劑（PPA）及母料簡介

關於用量，PPA 的含量通常控制在 150 至 1500 ppm（重量比）之間，最高不超過 2000 ppm。為確保均勻分散和充分發揮功效，一般建議使用含有 2% 至 3% PPA 的母料。

2. PPA的工作原理

在目前歐洲和美洲的工業實踐中，含氟聚合物的加工助劑被廣泛用於提高聚合物的性能。當這些含氟聚合物添加劑與擠出機中的熔體混合時，表面張力會使它們遷移到熔體表面並黏附在擠出機的金屬表面上，形成潤滑膜（見圖1）。

[圖1：氟聚合物加工助劑工作原理示意圖]

值得注意的是，這種潤滑膜是動態的：它會不斷被帶走，同時也會不斷補充。為了確保擠出機頭金屬表面上潤滑膜的持續形成，必須維持最低添加劑含量。

3. PPA在塑膠加工上的應用與影響

3.1 提高塑膠擠出加工性能

PPA能有效減少或消除模頭積垢，縮短維護停機時間，適用於加工PE、PP、PEX、PA、PS和PET等多種塑膠。它還能降低擠出壓力，從而實現更小的模頭間隙和更低的運作溫度，進而節省能源。此外，PPA也有助於提高樹脂的熱穩定性。

【圖 4：有無 PPA 的對比】

左圖：未啟用PPA（標準效能）| 右圖：啟用PPA（清晰度/效率提升）

圖 4 顯示了 PPA 在生產不同顏色薄膜中的關鍵作用，無需長時間清洗設備即可快速轉換。

3.2 PPA在提高擠出產品品質中的作用

PPA能有效減少凝膠形成，確保產品均勻性，顯著提升產品質量，尤其是在PE、PP、PEX和色母粒加工中。此外，PPA還能消除熔體斷裂及由此產生的表面缺陷（如鋸齒狀缺陷），進而提高產品的衝擊強度及表面光澤度（見圖5）。它還能保持產品厚度均勻，這對於多層共擠薄膜加工尤為有利。此外，PPA在顏料分散方面表現出色，可作為高效分散劑，確保色彩更鮮豔、更均勻，並顯著加快色彩變化速度。

[圖 5：熔體斷裂對比（含 PPA 與不含 PPA）]

左圖：經PPA處理（表面光滑）| 右圖：未經PPA處理（表面有鯊魚皮紋/熔體裂痕）

3.3 PPA在拓寬原料選擇中的作用

PPA的應用使得熔融指數較低（例如MI

3.4 吞吐量提升

PPA 可以提高擠出產量，在加工 PE、PP、PEX、PA 和 PS 等聚合物時表現出顯著的效果。

3.5 監理合規性

4. 適用的處理技術包括：

• 吹膜工藝
• 演員電影製作
• 空心吹塑
• 管材/管件擠出
• 纖維拉絲
• 電線電纜擠壓
• 型材擠壓

4.1 關於PPA新增方法的說明：

1. 確保 PPA 顆粒均勻分散在聚合物熔體中；顆粒尺寸應控制在 2 微米以下。
2. 通常，需要使用專門的設備和產品配方將 PPA 製備成 2-3% 的母料，以促進均勻分散。
3. 將低MI樹脂與PPA母料混合時，從1000 ppm開始逐漸降低PPA濃度，以確定最佳含量。
4. 為了保持模壁上 PPA 潤滑塗層的動態平衡，加工樹脂中的 PPA 含量必須保持在最低限度以上。
5. 在對模具進行塗覆時，需要耐心等待「遷移時間」；該時間受 PPA 濃度、材料流速、設備狀況和樹脂流變性的影響。
6. 在進行 PPA 試驗之前，必須徹底清潔生產線，以確保沒有聚合物累積或污染物幹擾試驗結果。

4.2 特定型號應用：

5. PPA在管道擠出的應用

• 改善管道表面品質（見圖 6）。
• 降低表觀黏度、剪切力和擠出壓力（見圖 7 和圖 8）。
• 提高產量：在相同的壓力條件下，PPA 可提高產量，進而達到節能（見圖 9 和圖 10）。
• 減少/消除模具積垢和熔體破裂。
• 確保物理和機械性能得以維持（經 ASTM D2837 1,000 小時和 ISO TR-9080 10,000 小時測試驗證）。

[圖 7/8：PPA 對擠出壓力的影響]

Y軸：壓力（巴）| X軸：時間（分鐘）

材料 1：無 PPA | 材料 2：300ppm PPA（壓降 6%） | 材料 3：600ppm PPA（壓降 13%）

6. PPA在PP加工上的優勢

減少染料堆積和凝膠

模口處的積垢（模滴）會降低材料的光學和機械性質。 PPA 可防止材料在模口處滯留。此外，PPA 透過在模壁上維持動態平衡，減少因設備缺陷（「死角」）或熱降解引起的凝膠，防止材料滯留導致交聯和氧化凝膠的形成。

控制其他添加劑的干擾

其他添加劑可能會透過刮擦、吸附或與模壁競爭來幹擾 PPA。

• 穩定劑： 受阻胺光穩定劑（HALS），如 Chimassorb® 944，表現出較高的干擾性，尤其是在高溫下。
• 酸式鹽： 水滑石（HT）或硬脂酸鈣（CaSt）等防腐劑會幹擾模壁吸附。
• 抗阻斷劑： 由於表面積大，合成二氧化矽和滑石粉可能會吸附PPA。
• 二氧化鈦： 與塗覆型二氧化鈦相比，未塗覆型二氧化鈦由於吸附和磨損，幹擾更大。