凝膠 (17)

3.6. 凝膠是什麼？
凝膠(gel) 是什麼？該如何除去它呢？
凝膠是聚乙烯薄膜(PE film)中顯而易見的缺陷。
我們該如何認識凝膠?
所有聚乙烯(PE)原料都包含凝膠。
凝膠可以是無機的。
凝膠可被分成兩種基本的尺寸（詳見圖1）
(1) 不可見的凝膠，前驅物凝膠
(2) 可見的凝膠

凝膠的4 種類型
(1) 交聯/氧化凝膠Crosslinked/Oxidised gels
(2) 交叉汙染凝膠Cross Contamination gels
(3) 未混合/非均質凝膠Unmixed/Non-homogenous gels
(4) 纖維/污染凝膠Fibers/Contamination gels

什麼樣的情況能幫助凝膠形成？
將暴露在外的聚合物加溫。
增加聚合物內的不飽和度和分支。
使聚合物需要在更多的機械壓力下熔化。
增加聚合物熔化時，氧氣的含量。
為什麼關心看不見的前驅物凝膠？
凝膠需要一定的條件，以“成長”至可見的大小
對於分子，要達到凝膠能被看見的臨界尺寸，必須滿足4 個條件：
(1) 足夠的自由基
(2) 建立一種反應機構，使分子能夠增長
(3) 前驅物凝膠原料
(4) 給予分子足夠的時間，以成長到臨界大小的尺寸

多種影響凝膠增長的因素，包括
(1) 螺桿的設計
(2) 螺桿的磨損
(3) 擠出機/模頭的盲點

下列3 種因素，主要會影響聚合物分子在擠出機內使用的時間，稱為停滯時間
(1) 關機和啟動程序
(2) 高剪切力
(3) 使用回收料／某配方粉碎的再生料

擠出機的溫度控制/溫控曲線
製程的運作順序
供應商提供的前驅物凝膠
重要的是，在擠出過程中，非常多種不同等級（包括數值或大小）的組合，會產生凝膠。在經驗裡，具有生成凝膠的條件下，如果我們可以減少這些因素的嚴重性(數值)，這將是一個有效的策略。
不同的擠壓條件，會影響凝膠的形成；其大小與數量取決於前驅物凝膠的存在。
前驅物凝膠是一種聚合物，其分子大小，大於被用於擠壓的聚合物平均分子大小。其大小還不至於大到像一般凝膠能被看見，但其成長至臨界大小所需的時間是小於一般分子所需的。如果前驅物凝膠越多，且其大小越大，其形成凝膠的機會也相對越大。所有聚合物都含有前驅物凝膠，然而它們的數量與大小是互不相同。
凝膠形成處治方法的統整
主要的方法
更換磨損的螺桿
使用能優化聚合物被擠壓的螺桿設計。
儘可能降低溫度曲線和熔體溫度。
簡化生產週期，以使粘度相似的聚合物能接續使用相同的擠壓機具。
每 6 個月，執行預防性拆卸檢修和清潔工作。

第二方法
透過加工的方式，將成本拉回到合理的水平。
使用抗氧化master batch，能使之不影響下游的操作