Heutzutage haben sich Polymerwerkstoffe zu vielseitigen neuen Materialien entwickelt, die in der modernen Gesellschaft weit verbreitet sind. Sie bilden nicht nur eine wichtige Grundlage für die Entwicklung der modernen Gesellschaft, sondern liefern auch unerschöpfliche Energie für die kontinuierliche Innovation von Spitzentechnologien. Polymerwerkstoffe, auch als Polymermaterialien bekannt, sind hauptsächlich Makromoleküle, die aus unzähligen sich wiederholenden Einheiten (Monomeren) bestehen, die durch kovalente Bindungen verbunden sind. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften wie Plastizität, Festigkeit, Hitzebeständigkeit und chemischer Stabilität werden diese Materialien in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, im Sport- und Freizeitbereich, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Bauwesen. Polyethylen (PE) ist ein gängiges Polymer. Seine Molekülkette besteht aus unzähligen Ethylenmonomeren, die durch Polymerisationsreaktionen verbunden sind. Dank seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und seiner Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen findet Polyethylenschaum breite Anwendung. Bei der Anwendung und Entwicklung von Polyethylen beeinflussen die Größe und Verteilung des Molekulargewichts die Schmelztemperatur und die Löslichkeit des Materials und somit dessen Verarbeitungseigenschaften. Die Anordnung der Molekülketten (Kristallinität) und die Polarität der Seitengruppen bestimmen die Härte, die Transparenz und den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials. Niedrigdichtes Polyethylen (LDPE) beispielsweise weist aufgrund der zufälligen Anordnung seiner Molekülketten eine geringe Kristallinität und gute Flexibilität auf, wodurch es sich für die Herstellung von Plastiktüten eignet; hochdichtes Polyethylen (HDPE) hingegen besitzt aufgrund seiner besseren Kristallinität eine höhere Festigkeit und Steifigkeit und eignet sich daher für die Herstellung langlebiger Kunststoffprodukte.
In jedem Fall ist die mechanische Ausrüstung im Produktionsprozess von Polyethylenmaterialien die Grundlage für die Materialaufbereitung und spielt eine wichtige Rolle. JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. (nachfolgend „JWELL“ genannt) ist ein Hightech-Hersteller, der sich der Forschung, Entwicklung und Fertigung von Extrusionsanlagen für Kunststoffe widmet. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Herstellung von Extrusionsanlagen für Polymerschaumstoffe und bietet ein umfassendes Spektrum an professionellen technischen Dienstleistungen. JWELL fertigt sorgfältig Extrusionsanlagen, die den Bedürfnissen von mittelständischen und gehobenen Anwendern weltweit gerecht werden.
01
XPE: Freiform-Endlosschaummaterial mit besserer Leistung als vergleichbare Produkte
XPE ist ein chemisch vernetzter Polyethylenschaum, der aus Polyethylenharz niedriger Dichte, Vernetzungs- und Treibmittel durch kontinuierliches Hochtemperatur-Schäumen hergestellt wird. Er zeichnet sich durch hohe Zugfestigkeit, feine Poren und ein geringes Gewicht aus. Im Vergleich zu PE-Materialien ist er hinsichtlich Elastizität, Haltbarkeit, Lichtbeständigkeit und Schlagfestigkeit überlegen. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie chemischer Stabilität, geringer Zersetzungsgefahr, Geruchsneutralität und guter Elastizität findet XPE Anwendung im Bauwesen (Schall- und Wärmedämmung) sowie als Schutzpolster (Fußmatten, Verpackungsmaterial, Surfbretter).
XPE-Schaumstoff wird durch folgendes Verfahren gewonnen: Mischgranulat → Extrusion der Masterplatte → Schäumen im horizontalen Schäumofen.
Das heißt, durch Mischen von Kunststoffen wie Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) mit chemischen Treibmitteln bzw. Vernetzungsmitteln werden durch Mischgranulation Treibmittel- und Vernetzungs-Masterbatches gewonnen.
Anschließend werden die beiden Masterbatches zusammen mit dem LDPE-Rohmaterial im vorgegebenen Verhältnis in den Einschneckenextruder gegeben. Nach der Schmelzextrusion werden sie durch die Plattenform zum Dreiwalzenkalander transportiert und dort nach der Formgebung zu XPE-Masterplatten aufgewalzt.
Anschließend werden die XPE-Masterplatten abgerollt und zum Aufschäumen in den horizontalen Schäumofen eingelegt. Die zirkulierende Heißluft schäumt bei hoher Temperatur auf. Das Treibmittel und das Vernetzungsmittel im Material wirken zusammen, um den Plattenschaum dreidimensional zu formen und so XPE-Schaumstoffrollen mit gleichmäßiger Porenstruktur zu erhalten.
Das mit diesem Schäumverfahren hergestellte XPE-Schaummaterial weist folgende grundlegende Eigenschaften auf:
Dämpfung: XPE ist ein halbfester Schaumstoff. Selbst bei starker Belastung behält er seine ursprüngliche Funktion. Er findet vorwiegend Anwendung in Präzisionsinstrumenten, Halbleitergehäusen und anderen Bereichen. Gleichzeitig eignet er sich aufgrund seiner guten Formbarkeit auch für die Herstellung von Sport- und Freizeitprodukten.
Formbarkeit: XPE zeichnet sich durch hohe Hitzebeständigkeit, gute Duktilität und gleichmäßige Dichte aus und eignet sich für Vakuumformen, Thermoformen und die Herstellung weiterer tiefer Bauteile. Daher ist es in Bereichen wie dem Innenausbau und der Schuhherstellung, beispielsweise für Verdampferkammern in Automobil-Klimaanlagen und Heißpress-Innenausstattungen für Automobile, sehr beliebt.
Schallabsorption: XPE besitzt die Funktion der Schallabsorption und Geräuschreduzierung und eignet sich als schallabsorbierendes und schalldämmendes Material in stark geräuschintensiven Geräten und Umgebungen wie Flugzeugen, Eisenbahnfahrzeugen, Autos und Elektromotoren.
Wärmedämmung: XPE besteht aus feinen, unabhängigen Bläschenstrukturen, die den durch Luftkonvektion verursachten Energieaustausch effektiv reduzieren. Es eignet sich für die Herstellung von Isolierrohren und -platten. Zudem ist es kondensationshemmend und kann als Dämmmaterial in feuchten Umgebungen wie Kühlschränken, Klimaanlagen und Kühlhäusern eingesetzt werden.
Darüber hinaus zeichnen sich XPE-Schaumstoffe durch hervorragende Wärmedämmeigenschaften aus und sind zudem wasser- und feuchtigkeitsbeständig, weich und leicht, kältebeständig und alterungsbeständig. In vielen Ländern wird XPE zur Wärmedämmung im Hausbau und bei Klimaanlagen eingesetzt. Auch in Großprojekten wie dem Drei-Schluchten-Projekt, dem Süd-Nord-Wasserumleitungsprojekt und der Pekinger U-Bahn findet XPE als Abdichtungsmaterial Verwendung.
Im Bereich der Herstellung und Aufbereitung von XPE-Schaumstoffen verfügt JWELL bereits über eine ausgereifte Produktionslinie für XPE-Schaumspulen:
1) Hauptkomponente
Granulator mit Innenmischung
LDPE und DCP/AC werden zu gleichmäßigem Granulat vermischt. Der Granulierprozess umfasst folgende Schritte: 75-Liter-Innenmischer – automatischer Elevator – Doppelgelenkförderer – 150-mm-Einschneckenextruder – luftgekühlter, exzentrischer Heißschneid-Granulatorkopf – exzentrische Heißschneidhaube – Sekundärzyklonabscheider – Vibrationssieb – Gebläses Silo
150/28 Mutterplattenextruder (Mutterplattenextrusion)
Durch das Mischen der granulierten Rohstoffe mit LDPE in unterschiedlichen Verhältnissen lassen sich Folien mit verschiedenen Plattenanteilen herstellen. Dies ermöglicht die Fertigung einer Vielzahl von Produkten mit unterschiedlichen Spezifikationen. Die aktuell eingesetzten Folienextruder sind: 150/28 und 170/28.
XPE-Schaumofen
Die Hauptkomponenten des XPE-Schaumofens von JWELL sind: Abwickler, Zugmaschine, dreistufiger horizontaler Schäumofen, Kühlung und Formgebung, Korrektur, Beschnitt, Zug und Aufwicklung. Zur Kosteneinsparung wird Erdgas anstelle von elektrischer Heizung verwendet.
(2) Hauptanwendungsgebiete
Automatten
Aktuell bestehen die meisten Automatten auf dem Markt aus Leder, XPE und Steppung. XPE-Schaumstoff ist weich, strapazierfähig und umweltfreundlich. Durch Heißbeschichtung mit Leder lassen sich mithilfe von Steppmaschinen verschiedene, vollständig geschlossene Matten herstellen. Da das Verfahren ohne Klebstoff auskommt, sicher und umweltfreundlich ist, erfreut es sich großer Beliebtheit.
Krabbelmatte
Das XPE-Schaummaterial ist umweltfreundlich und ungiftig, weist eine gute Verschleißfestigkeit, Rutschfestigkeit und Stoßdämpfung auf und eignet sich daher sehr gut für Krabbelmatten für Babys.
3D-Stereo-Wandaufkleber
Gesund und ungiftig, verursacht es keine Nebenwirkungen auf der zarten Babyhaut; schalldämmend und geräuschreduzierend dank seiner geschlossenzelligen Struktur; wasser- und feuchtigkeitsbeständig, da das Material kein Wasser aufnimmt. Selbst bei teilweiser Beschädigung der Oberfläche bleibt die Schutzwirkung erhalten. Schmutzabweisend und leicht zu reinigen, da die Oberfläche mit einer Schutzschicht versehen ist und sich einfach abwischen lässt. Das Material ist sicher und stoßfest, da es sich um einen halbfesten Schaumstoff handelt, der Stöße abfedert und so effektiv vor Ausrutschen und Stürzen schützt.
02
IXPE: Funktionsmaterialien, die dank umweltfreundlicher und gesundheitsschonender Bestrahlungstechnologie internationale Umweltstandards erfüllen.
IXPE-Schaumstoff wird als elektronenstrahlenvernetzter Polyethylenschaumstoff bezeichnet. Er besteht aus Polyethylen als Hauptrohstoff und verschiedenen Hilfsstoffen, die gemischt und extrudiert werden. Durch ein umweltfreundliches und gesundheitlich unbedenkliches Bestrahlungsverfahren wird die ursprüngliche Struktur des Basismaterials durch die Einwirkung von Ionenstrahlung vernetzt. Dadurch entsteht eine netzartige, geschlossenzellige Schaumstruktur, die zu einem technologisch hochentwickelten, geschlossenen Schaumstoff führt.
Dieses Produkt zeichnet sich durch eine glatte Oberfläche, angenehme Haptik und gute Verarbeitungseigenschaften aus. Seine Poren sind fein und gleichmäßig, es ist robust und flexibel und bietet hervorragende Schall-, Wärme- und Wärmedämmung. Es hat eine geringe Wasseraufnahme und ist ein Funktionsmaterial, das internationale Umweltstandards hinsichtlich Elastizität, Witterungsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, Schimmelresistenz und chemischer Korrosionsbeständigkeit erfüllt.
Die von JWELL hergestellte IXPE-Platte aus strahlungsvernetztem Polyethylenschaum wird durch Extrusion von Polyethylen oder modifiziertem Polyethylen mit verschiedenen Füllstoffen, Vernetzung mittels Elektronenbeschleunigerstrahlung (ohne chemische Brückenbildner), Erfüllung der EU-RoHS-Richtlinie (frei von Schwermetallen und Halogenen) und anschließendes Aufschäumen bei hoher Temperatur zu einem Polymerschaumstoff hergestellt. Die Gesamtleistung des gasbetriebenen Hochgeschwindigkeits-Vertikalschäumofens inklusive Hilfseinrichtungen beträgt lediglich ca. 70 kW. Er wird mit Erdgas beheizt, und die Schäumgeschwindigkeit erreicht über 20 m/min.
Hauptanwendungsgebiete von JWELL IXPE-Schaumstoffen:
Elektronik
Ultradünner, wasserdichter PE-Schaum; wasserdichte Wellpappenlösung; Dichtungsmaterial; Schaumstoffklebeband-Substrat.
Automobilbereich
Neue Energieversorgungsbatterie + Batteriezellenpufferisolierung; neue Energieversorgungsbatterie-Isoliermatte, Rahmendichtung; äußere Ölleitungsverpackung; Kfz-Kabelbaum, Lüftungsrohr, Klimaanlagenkondensatorwanne; Schaumstoff für Kfz-Rückspiegel, Instrumententafel, Schaumstoff für Sonnenblendenverkleidung, Deckenverkleidung, wasserdichte Türmembran, Türverkleidung.
Baufeld
Export-Schalldämmmatte für Böden; Dachisolierung; Rohrisolierung; Schalldämmmatte für Böden.
Medizinischer Bereich
Medizinische Stützauskleidung; medizinische Elektrodenfolie.
Pufferverpackungsmaterialien
Isoliermaterial für Lithium-Batteriemodule neuer Energien; Dichtungsmaterial; antistatischer Schaumstoff; Gepäckpolstermaterial.
Sport und Freizeit
Ungefüllter, stoßdämpfender Rasen; stoßdämpfende Kunstrasenmatte; Sportmatte; Schwimmbrett und Schwimmweste; Schutzhülle, Helm und Handschuhe.
Produkte mit Spezialfunktionen
IXPE-Isolierung, Feuchtigkeitsspender, Isolierschaum; Antirutschmatte für Linsen; Isolierrohr für Klimaanlagen; Dichtungsmaterial für Photovoltaik-Schablonen.
03
Der Produktionsprozess und die Leistung sind unterschiedlich, aber es besteht auch großes Zukunftspotenzial.
XPE und IXPE sind beides Polyethylen-Schaumstoffe mit zahlreichen mikroporösen Strukturen. Sie basieren auf Kunstharzen, denen Treibmittel und weitere Hilfsstoffe zugesetzt werden. Beide zeichnen sich durch hervorragende Eigenschaften wie geringes Gewicht, Wärmedämmung, Dämpfung, Stoßdämpfung, Schalldämmung und Wasserdichtigkeit aus. Dennoch unterscheiden sie sich im Herstellungsprozess und in ihren Eigenschaften und dürfen nicht verwechselt werden.
Das XPE-Schaummaterial wird mittels chemischer Brückenbildung hergestellt. Dabei wird Polyethylenharz niedriger Dichte mit einem Vernetzungsmittel und einem Treibmittel durch kontinuierliches Hochtemperaturschäumen vermischt. Das Treibmittel setzt bei hohen Temperaturen große Mengen Gas frei, wodurch zahlreiche Blasen entstehen, die Poren bilden. Gleichzeitig erfolgt durch die chemische Vernetzung die molekulare Vernetzung des Polyethylens. Die Polyethylenmoleküle lagern sich an die Oberfläche der Blasen an, bilden eine Porenstruktur und erzeugen so das Schaummaterial.
IXPE wird mittels Elektronenbestrahlung und anschließender Vernetzung hergestellt. Nach Zugabe von Treibmittel und weiteren Additiven werden die Polyethylen-Rohstoffe zunächst vermischt und extrudiert. Der von einem industriellen Elektronenbeschleuniger erzeugte hochenergetische Elektronenstrahl wirkt durch Ionenstrahlung auf das Material ein und bewirkt so eine Vernetzung. Dadurch verändert sich die ursprüngliche Struktur des Basismaterials, es entsteht ein Netzwerk, das anschließend aufgeschäumt wird und ein kompakter, geschlossenzelliger Schaum entsteht.
Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit sind bei gleicher Vergrößerung die Poren des XPE-Schaums gröber als die des IXPE-Schaums. IXPE besitzt eine feine, unabhängige Porenstruktur, die das Eindringen von Wassermolekülen wirksam verhindert, wodurch die Wasseraufnahmerate unter 0,01 g/cm² liegt und kein Nährboden für die Vermehrung von Bakterien entsteht. Bei gleicher Vergrößerung und Dicke sind die mechanischen Eigenschaften, die Schalldämmung, die Wasserdichtigkeit und die Wärmedämmung von IXPE-Schaum besser als die von XPE-Schaum.
Darüber hinaus zeichnet sich XPE durch seine raue Oberflächenstruktur als Schutzbarriere für die Wärmedämmung in Wohn- und Bauprojekten aus. IXPE hingegen hat sich mit seiner feinen, glatten Oberfläche und den kleineren Poren in der Medizintechnik und Elektronikindustrie, die extrem hohe Anforderungen an die Detailgenauigkeit stellen, bewährt. Ob XPE oder IXPE, ob Wärmedämmung und Hitzebeständigkeit, Dehnbarkeit und Reißfestigkeit oder insbesondere Umweltschutz – beide Materialien bieten hervorragende Eigenschaften, die auf dem Markt schwer zu ersetzen sind.
Vom 3. bis 5. September 2024 findet im Shanghai New International Expo Center die Interfoam China 2024 Shanghai International Foaming Materials Technology Industry Exhibition statt. Parallel dazu wird das vierte Foaming Materials and Application Summit Forum „Redefining Foaming Materials“ veranstaltet, um gemeinsam innovative Schaumstoffprodukte und Spitzentechnologien zu entwickeln und so einen industriellen Aufschwung im Bereich der Schaumstoffe zu bewirken.
JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. wird am Stand E13 zahlreiche Produkte präsentieren und lädt Kunden und Partner herzlich zu einem Besuch ein!
Über JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd.
JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. ist ein spezialisiertes Unternehmen der JWELL Machinery Group und spezialisiert auf Produktionslinien für XPE/IXPE und konventionelle Platten. Dank Hardwareintegration und technologischem Fortschritt bietet JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. Extrusionsanlagen für Kunststoffe mit optimaler Konfiguration, modernster Technologie, hoher Qualität und fairen Preisen. Mit der starken Markenpräsenz und dem exzellenten Kundendienst der JWELL Group expandiert das Unternehmen weltweit, erschließt vielfältige Anwendungsbereiche und etabliert sich als bevorzugter Lieferant. Der Erfolg eines Unternehmens hängt eng mit seinen Kunden zusammen. Nur mit hoher Innovationskraft und qualitativ hochwertigen Produkten können die Bedürfnisse der Kunden erfüllt und langfristige, partnerschaftliche Beziehungen geschaffen werden. Diesem Ziel verpflichtet sich JWELL Intelligent Equipment Manufacturing Co., Ltd. und arbeitet aktiv an dessen Umsetzung.
Veröffentlichungsdatum: 26. Juli 2024