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3 versalis gestisce la produzione e la commercializzazione di prodotti petrolchimici (polietilene, elastomeri, stirenici e chimica di base), potendo contare su una gamma di tecnologie proprietarie, impianti all avanguardia, una rete distributiva capillare ed efficiente. versalis fornisce un portafoglio di marchi affermati e un servizio al cliente altamente personalizzato. A questo punto di forza aggiunge valore il costante impegno nei confronti della qualità e di uno sviluppo sostenibile per l ambiente e la comunità. versalis manufactures and sells different petrochemical products (polyethylene, elastomers, styrenics and chemicals). The company activities are based on proprietary technologies, competitive processes, spread and efficient commercial network. versalis supply high quality products, successful brands and greatly customized service to the market. Constant commitment concerning quality and sustainable development, complete the versalis picture. 1

4 Descrizione del prodotto Riblene è il nome commerciale del polietilene a bassa densità (LDPE) di versalis S.p.A. prodotto, tramite polimerizzazione dell etilene, in reattori ad alta pressione con iniziatori radicalici. Il polimero così ottenuto è costituito da macromolecole a struttura ramificata, con ramificazioni sia corte che lunghe, sostanzialmente simile a quella degli idrocarburi isoparaffinici. Questa particolare struttura conferisce al Riblene le peculiari caratteristiche che gli permettono di essere annoverato fra le più interessanti resine termoplastiche. Le proprietà meccaniche, termiche, ottiche ed elettriche del Riblene, la sua resistenza agli agenti chimici unitamente alla facile lavorabilità lo rendono idoneo a soddisfare le esigenze dei più svariati settori applicativi. Il Riblene viene prodotto sia con reattori di tipo autoclave che tubolari. Le differenze nelle proprietà chimico-fisiche e di lavorabilità di alcuni tipi di Riblene sono da mettere in relazione con questi due diversi tipi di reattori di sintesi, che conferiscono al polimero una differente struttura molecolare. L esperienza ha dimostrato che i tipi Riblene da reattore vessel sono più adatti per l applicazione coating ad iniezione, mentre i tipi da reattore tubolare sono più idonei per le applicazioni film. Il Riblene è disponibile in numerosi gradi espressamente sviluppati per soddisfare le specifiche applicazioni e le tecnologie di trasformazione utilizzate per la produzione di specifici manufatti. Product description Riblene is the trade name for versalis S.p.A. Low Density Polyethylene (LDPE) produced by high pressure polymerization technology. The processing system is based on radical type polymerisation initiators for inducing chain reaction in ethylene under high pressure. Riblene, the resin thus produced, consists of macromolecules with short and long chain branching, hence with a structure substantially similar to that of isoparaffinic hydrocarbons. This is a basic reason why Riblene is one of the most interesting thermoplastic resins. The mechanical, thermal, optical and electrical properties of Riblene, its chemical resistance and processing characteristics make this resin suitable for many specific fields of application. Riblene is produced by both tubular and vessel type reactions. Some chemical-physical and extrusion properties differ between various Riblene grades and result from the use of the different type of reactors. This leads to the differences in molecular structure and molecular weight distribution. Experience has clearly shown that vessel reactor types are more suitable for coating at injection molding materials while tubular reactor types are more suitable for film applications. Riblene is available in a wide range of grades, specifically developed for particular applications and processing technologies, used to manufacture specific articles. 2

5 Fornitura e stoccaggio Il Riblene viene fornito sotto forma di granuli neutri. I diversi tipi hanno il grado di fluidità (MFR) che varia da 0.25 a 70 g/10 e densità che varia da a g/cm 3 e possono essere additivati con opportuni prodotti quali agenti scivolanti e/o anti bloccanti ed eventualmente, anche antiossidanti. Tuttavia, qualora stoccato all aperto, senza protezione, il materiale risente gli effetti della luce, del calore e dell umidità. Supply form and storage Riblene is supplied as a neutral pellets. The different types have the degree of fluidity (MFR) ranging from 0.25 to 70 g/10 and density ranging from to 0,924 g/cm 3 and they can be added with appropriate products such as slip agents and/or anti blocking and eventually also antioxidants. However, if stored outdoors, unprotected, the material suffers from the effects of light, heat and humidity. 3

6 Caratteristiche fisiche I dati riportati nelle tabelle e nei grafici che saranno mostrati in questo lavoro, sono rappresentativi dei valori medi determinati su campioni stampati ed ottenuti con criteri standard. In funzione del metodo di preparazione del campione i singoli valori possono differire dai valori medi. Le proprietà degli LDPE sono principalmente determinate dalla loro struttura ramificata, dal grado di fluidità (quindi dal peso molecolare) e dalla densità. Le ramificazioni lunghe Le ramificazioni lunghe presenti nella macromolecola hanno un effetto molto marcato in alcune proprietà sia di trasformazione (reologia) che applicative. È infatti anche grazie allo loro presenza che la viscosità del materiale si riduce di molto all interno dell estrusore (elevati sforzi di taglio), favorendo il processo di estrusione, ma è invece alta all uscita della filiera, permettendo così una elevata stabilità del film in bolla. Anche la termo-retrazione del film in direzione perpendicolare al senso di estrusione - caratteristica importante nel film termoretraibile - è una proprietà fortemente collegata alla struttura ramificata di questi polimeri (fig. 1). Physical properties The data listed in this paper are average values determined on standard test specimens prepared from different kind of technologies (film, compression moulded sheet, etc..). Individual measurements may deviate from these average values, depending on the conditions under which the test specimens are prepared. The properties of LDPE polymers are largely determined by their branched structure, by the Melt Flow Rate (ie molecular weight) and by the density. Long Chain Branching (LCB) Long chain branching present in the macromolecule have a remarkable effect on some properties like easy processing (rheology), and also application properties. Indeed it is also thanks to their presence that the viscosity of the material greatly reduces inside the extruder (high shear), promoting the extrusion process, but it is high when polymer exits from the die, allowing a high stability of the blown film. Also thermo-shrinking of film in transverse extrusion direction - an important feature in shrink-film application - is a property strongly connected to the branched structure of these polymers (fig. 1). Extrudability 4

7 Melt Flow Rate (MFR) Il melt flow rate viene determinato mediante una misura di viscosità allo stato fuso, rappresenta la quantità di polimero, espressa in grammi, estrusa da un capillare di dimensioni standard sotto un peso standard, in condizioni di temperatura e di tempo secondo la norma ISO Il MFR è quindi una caratteristica collegata con il peso molecolare, nel senso che, un aumento del peso molecolare comporta un aumento della viscosità del polimero e quindi una diminuzione del MFR. I tipi Riblene ad alto peso molecolare (basso MFR), sono quindi prodotti con ottime caratteristiche meccaniche e dotati una elevata tenacità allo stato fuso. Ciò consente a questi tipi di essere trasformati con successo mediante la tecnologia del film soffiato (blown film), anche con bolle di grandi dimensioni come sono quelle destinate ai film per serre. In fig. 2 sono rappresentate alcune proprietà che sono influenzate dal peso molecolare. Melt Flow Rate (MFR) Melt flow rate is determined by a measure of viscosity in the molten state, in practice is measured the amount of polymer in grams extruded though a capillary, under a standard weight by applying time and temperature according to ISO MFR is than a characteristic associated with the molecular weight, in the sense that, an increase in molecular weight increases the viscosity of the polymer and thus decreases MFR. Riblene having high molecular weight (low MFR) are then products with excellent mechanical properties and high melt strength. This allows these types to be processed successfully by blown film technology, also for large bubbles like those used to produce greenhouses films. Fig. 2 shows some properties that are influenced by molecular weight. 5

8 Densità La densità rappresenta la quantità di materia racchiusa nell unità di volume. Le catene polimeriche sono normalmente disordinate, tuttavia minore è il tenore di ramificazioni lunghe e maggiore sarà la possibilità che le macromolecole hanno di impacchettarsi in uno spazio ridotto e quindi maggiore sarà la densità del polimero. La presenza di queste strutture più compatte e maggiormente ordinate si riflette in molte proprietà del polimero come ad esempio, le proprietà ottiche, il punto di fusione e di rammollimento, la rigidità ed il carico di snervamento. Nella fig. 3 è rappresentato l andamento del punto di fusione al Punto di fusione ( C) variare della densità. Density Density represents the amount of mass contained in volume unit. Polymer chains are usually disordered, but the lower is content of long branches greater is possibility that the macromolecules can stay in a small space and then, higher will be the density of the polymer. These structures more compact and more ordered, reflect their influence in many polymer properties such as haze, gloss, melting and softening point, stiffness and yield strength. Fig. 3 shows trend of melting point at different densities. 6

9 Proprietà termiche Tutti i tipi di Riblene hanno un punto di rammollimento Vicat (ISO 306/A) superiore a 80 C ed una temperatura di transizione vetrosa dell ordine di -100 C. La temperatura di infragilimento è inferiore a -50 C per quasi tutti i tipi di Riblene. Tale grandezza dipende dal MFR e dalla densità e scende a valori sensibilmente inferiori a -60 C per alcuni tipi a MFR basso. Nei diagrammi di fig. 4, 5 e 6 vengono riportate le variazioni del modulo a trazione (Young s modulus) e del carico di snervamento in funzione della temperatura ed inoltre il Vicat in funzione della densità. Thermal properties All types of Riblene have Vicat softening point (ISO 306/A) more than 80 C and a glass transition temperature close to -100 C. Embrittlement temperature is below -50 C for almost all types of Riblene. This depends from the MFR and density and decreases to values significantly lower than -60 C for a certain product with a low MFR. In diagrams in fig. 4, 5 and 6 are shown variations of Young s modulus and tensile yield strength as a function of temperature, furthermore also Vicat as function of density. 7

10 Nel diagramma di fig. 7 sono riportate le curve carico-allungamento a diverse temperature. Risulta evidente come, al diminuire della temperatura, il Riblene divenga sempre più rigido e meno deformabile, acquistando, nello stesso tempo, resistenza a trazione. A temperature molto basse la rottura avviene senza passare attraverso la fase di snervamento irreversibile. Con l aumentare invece della temperatura la resistenza a trazione diminuisce e prevale sempre più la fase anelastica. L aumento della resistenza a trazione dopo la fase di allungamento irreversibile si spiega con un orientamento unidirezionale della struttura macromolecolare. In tab. 1 sono indicate le principali proprietà termiche del Riblene. Graph in fig. 7 shows stress-elongation curves at different temperatures. It is evident that, while decreasing temperature, Riblene becomes more rigid and less deformable, while at the same time it becomes more resistant to tensile stress. At very low temperatures the break occurs without passing through the stage of irreversible stretching. On the other hand, when the temperature is raised the tensile strength decreases and the non elastic state becomes prevalent. Increase in tensile strength after the irreversible elongation stage may be explained by the unidirectional orientation of the macromolecular structure. Tab. 1 shows Riblene main thermal properties. Specific Heat 8

11 Proprietà elettriche Il Riblene in base alle sue proprietà elettriche cioé bassa costante dielettrica relativa (ɛ r = 2.3) e basso fattore di perdita (tang ᵟ=3*10-4), risulta adatto per alcune applicazioni nell industria elettrotecnica ed elettronica. Tali caratteristiche, infatti, assicurano un ottimo isolamento dei cavi, consentendo una buona ricezione dei segnali che praticamente non subiscono apprezzabili dispersioni. Ciò è di grande importanza nel caso del rivestimento dei cavi telefonici e coassiali. Electrical properties Riblene based on its electrical properties, ie low dielectric constant (ɛ r = 2.3) and low loss factor (tang ᵟ= 3 * 10-4), is suitable for some applications in electrical engineering and electronics. These characteristics, in fact, provide excellent insulation of wires, allowing a good signal reception that practically does not undergo significant losses. This is of great importance in the case of lining of telephone and coaxial cables. Loss Factor 9

12 Proprietà chimiche Dal punto di vista chimico il Riblene è costituito da macromolecole formate da soli legami C-C o C-H. Questi legami chimici hanno natura sostanzialmente apolare e quindi il Riblene, come tutti i polietileni, è caratterizzato da una notevole inerzia chimica. Come tutti gli idrocarburi paraffinici, le reazioni chimiche a cui partecipa con più facilità sono le reazioni radicaliche. Questa caratteristica viene sfruttata dagli utilizzatori per reticolare il Riblene e renderlo più idoneo in alcune peculiari applicazioni come ad esempio nelle strutture espanse o nel settore dei cavi. Un caso particolare del comportamento del polietilene nei confronti degli agenti chimici riguarda la sua resistenza ai liquidi tensioattivi (saponi, detersivi). Queste sostanze, che generalmente non mostrano una particolare tendenza a disciogliere o a rigonfiare il polietilene, possono tuttavia provocare un rapido e profondo deterioramento dei manufatti con cui vengono in contatto. La loro azione, nota come Environmental Stress Cracking (ESCR), si manifesta con la rottura dei pezzi sottoposti a sollecitazioni meccaniche, ovvero con la fessurazione spontanea degli stessi qualora presentino tensionamenti interni. È questo un fenomeno complesso, strettamente legato alla struttura molecolare, al peso molecolare ed alla cristallinità (densità) della resina. Esso tuttavia dipende anche dalle condizioni di trasformazione e dalle caratteristiche del manufatto. La resistenza all ESCR viene comunemente determinata secondo la norma ISO 22088, altrimenti nota come Bell test. Chemical properties From chemical point of view Riblene consists of macromolecules formed by only C-C or C-H bonds. These chemical bonds have substantially nonpolar nature and thus Riblene, like all polyethylenes, is characterized by a remarkable chemical inertness. Like all paraffinic hydrocarbons, the easiest chemical reactions are radical reactions. This feature is exploited by users to crosslink Riblene and make it more suitable in some specific applications such as foaming or cable industry. A special case of polyethylene s behaviour with respect to chemical agents concerns its resistance to surfactant liquids like soaps. These substances, which generally show no particular tendency to dissolve or swell the polyethylene, however, can cause rapid and deep deterioration of the products with which they get in contact. Their action, known as Environmental Stress Cracking, (ESCR) causes rupture of pieces subjected either to mechanical stress or internal tensions. This is a complex phenomenon, related to molecular structure, molecular weight and crystallinity (density) of the resin. However, it also depends from processing conditions and characteristics of the product. ESCR is generally determined according to ISO 22088, otherwise known as the Bell test. 10

13 Permeabilità a gas e vapori La permeabilità a gas e a vapori del Riblene è sostanzialmente legata alla natura apolare dei legami C-C e C-H. Per cui le molecole fortemente polari come quelle dell acqua, caratterizzata dal legame O-H, sono poco compatibili e quindi permeano e diffondono nel polimero con grande difficoltà, mentre le molecole strutturalmente simmetriche, prive di un forte dipolo elettrico, come ad esempio la molecola di ossigeno (O=O) o quella dell anidride carbonica (O=C=O), permeano nel polimero con maggiore facilità. Ne consegue che il Riblene è un polimero che si fa attraversare poco dall acqua mentre, ha una maggiore permeabilità all ossigeno ed alla anidride carbonica. A parità di altre variabili la permeabilità ai gas diminuisce all aumentare della densità. È infatti meno facile ai gas permeare nelle macromolecole più impaccate. Naturalmente la permeabilità ai gas dipende anche dalle condizioni ambientali (temperatura, tempo di esposizione, pressione parziale dei gas) e dallo spessore del manufatto. In fig. 8 viene illustrato l andamento della permeabilità al vapore d acqua di un Riblene con MFR=7 e densità 0,921 g/cm³. Permeability to gas and vapour Riblene gas and vapour permeability is substantially related to non polar nature of C-C and C-H bonds. So the highly polar molecules such as water, characterized by the O-H bond, are not compatible, and then penetrate and diffuse in the polymer with great difficulty, while structurally symmetrical molecules, without a strong electric dipole, such as oxygen molecules (O=O) or carbon dioxide (O=C=O) permeate polymer in easier way. This is the reason why Riblene is a polymer where water have difficulty to go through, on the other hand it has a greater permeability to oxigene and carbon dioxide. By keeping other variables constant, gas permeability decreases with increasing density. It is in fact less easy for gases to permeate when macromolecules are more packaged. Of course, gas permeability also depends on environmental conditions (temperature, exposure time, pressure of gases) and thickness of the article. Fig. 8 shows the evolution of water vapor permeability of a Riblene with MFR=7 and density=0.921 g/cm³. 11

14 In tab. 3 vengono riportate le permeabilità misurate a 20 C, di un film di Riblene, con MFR=3 e densità=0,921 g/cm³, di spessore 50 μm, a tre dei principali gas (O 2, N 2 e CO 2 ) posti a 760 mmhg di pressione. Questa è una delle caratteristiche fondamentali che fanno del Riblene un tipo di materiale particolarmente indicato per l imballaggio di molti generi alimentari e per tutte le applicazioni in cui si richieda protezione dall umidità o, viceversa, conservazione di prodotti umidi e di liquidi acquosi (es. latte). Resistenza agli agenti atmosferici La struttura chimica del Riblene può essere danneggiata dalle radiazioni ultraviolette della luce solare. La fotodegradazione di un manufatto si manifesta col decadimento delle caratteristiche fisiche quali la tenacità, l allungamento a rottura. Nei prodotti contenenti scivolanti l energia elettromagnetica ed il calore possono causare la degradazione dell additivo con conseguente cambiamento di colore e, in alcuni casi, con lo sviluppo di odore. Per l esposizione all esterno (come nel caso dei film per serre) gli LDPE devono sempre essere formulati con aggiunta stabilizzanti UV che aumentano la resistenza alla radiazione ultravioletta. La miglior protezione alla luce viene comunque ottenuta per aggiunta di nerofumo come nel caso dei tubi per irrigazione. Tab. 3 shows gas permeability measured at 20 C for a Riblene film with MFR=3 and density=0,921 g/cm³, thickness of 50 μm, to three main gases (O 2, N 2 and CO 2 ) at 760 mmhg pressure. This is one of the key features that makes Riblene suitable for food packaging and applications that require protection from moisture or, vice versa, preservation of aqueous liquids and wet products (eg. milk). Weather resistance Chemical structure of Riblene can be damaged by ultraviolet radiation from sunlight. The photo-degradation of a product occurs with a decrease of the physical characteristics such as toughness and elongation at break. In products containing slip, electromagnetic energy and heat can cause degradation of the additive resulting in a color change, in some cases, with odor development. For outdoor exposure (as in the case of greenhouses films) LDPE should be always formulated with UV stabilizers that increase resistance to ultraviolet radiation. The best light protection is by the addition of carbon black as in the case of irrigation pipes. 12

15 Proprietà ottiche La gamma Riblene presenta alcuni tipi specificatamente indicati quando trasparenza (haze) e brillantezza (gloss) sono proprietà importanti per la particolare applicazione a cui sono destinati. Anche haze e gloss sono collegate alla struttura macromolecolare ed, in particolare, alle ramificazioni lunghe ed al peso molecolare. In genere le proprietà ottiche migliorano all aumentare della densità ed al diminuire del peso molecolare. A parità di altri parametri, migliori proprietà ottiche si ottengono da tecnologia tubolare. Idoneità al contatto con alimenti I tipi Riblene, nella confezione sigillata e nella forma originale, usati secondo tecniche e condizioni di trasformazioni corrette, consentono di ottenere di articoli finiti conformi alle leggi ed alle normative che regolano la disciplina igienica degli imballaggi, recipienti, utensili destinati a venire in contatto con alimenti o con sostanze d uso personale. Per informazioni dettagliate sulle condizioni di uso e per l ottenimento di dichiarazioni di conformità, vi invitiamo a contattare la nostra assistenza tecnica. Optical properties Riblene product mix contains special types specifically recommended when transparency and gloss are important for peculiar applications to which products have to be used. Also haze and gloss are linked to the macromolecular structure and, in particular, to the long branches and to the molecular weight. In general optical properties improve with increasing of density and decreasing of molecular weight. Other factors being equal, the best optical properties are obtained with tubular technology. Assessment under food legislation Riblene grades stored in closed original packaging, used according to proper conditions and technologies, allow to obtain finished items in respect of the official regulations for food contact. For more informations about the processing conditions and certification of Riblene grades, please contact our technical service. 13

16 Lavorazione Indicazioni generali I tipi Riblene si possono lavorare secondo i procedimenti usuali per i materiali termoplastici. Le condizioni di lavorazione sono influenzate dal grado di fluidità (ad es. un alto MFR richiede una bassa temperatura). Per evitare la degradazione del polimero il tempo di permanenza della massa fusa nelle macchine di trasformazione deve essere limitato e le temperature di lavorazione non devono superare i valori critici di degradazione del polimero. Per ogni chiarimento di dettaglio, si prega di voler far riferimento alla nostra assistenza tecnica. Colorazione e additivazione Mediante l aggiunta di masterbatch in granuli si possono ottenere con facilità oggetti colorati. Si possono adottare vari metodi di colorazione in funzione della tecnologia di lavorazione. Per colorazione a secco esistono miscele standardizzate di pigmenti. I coloranti in masterbatch facilitano l uniformità del colore e sono particolarmente indicati per impianti a miscelazione automatica continua. Alcuni di questi prodotti vengono forniti con additivi come scivolanti ed anti blocking. Particolari miscele con stabilizzanti UV possono essere preparate dal trasformatore stesso tramite additivi standard. Processing General notes Riblene grades are suitable for processing by all the methods normally used for thermoplastics. It should be noted that the processing temperature depends greatly on melt flow ratio (i.e. the higher MFR the lower the processing temperature required). To prevent thermal degradation it is recommended to reduce residence time and also processing temperature must not exceed polymer degradation critical value. For any other detailed information, please refer to our technical service department. Coloration and additives Riblene grades can be coloured by adding a masterbatch which contains pigments, this is an easy way to obtain a final item with different colour starting from virgin resin. For dry coloration there are pure pigments and also ready adjusted pigment mixtures available on the market. Coloration via masterbatch addition allows to obtain a better mixing between polymer matrix and colour. Some Riblene grades are prepared with additives such as slip agents and anti-blocking agents. Special modifications, for example with UV stabilizers or antistatic agents, can be prepared by the processor with suitable additives. 14

17 Stampaggio ad iniezione Per lo stampaggio ad iniezione di Riblene si possono usare le più moderne macchine da stampaggio iniezione. La temperatura dello stampo è normalmente mantenuta tra 20 e 40 C. Utilizzando raffreddamenti troppo energici (10-20 C) si peggiora la finitura superficiale del pezzo stampato. Con raffreddamento debole (oltre 50 C), si può giungere alla deformazione del manufatto. La pressione di iniezione di LDPE è generalmente compresa tra 350 e 1200 bar. Pressioni di iniezione e di stampaggio troppo elevate, e prolungate devono essere evitate, altrimenti il pezzo stampato può presentare forti tensionamenti interni e fenomeni di deformazione. Il ritiro di Riblene varia fra l 1 ed il 3%. Injection moulding All the best machines and technologies can be used for processing Riblene via injection moulding. The temperature of the mould is generally set around C. Using stronger cooling (10-20 C) it is possible to obtain defect on the surface of the final items. Other problems like dimension stability (shrink, etc..) can occur using soft cooling as well (over 50 C). The injection pressure for LDPE should be between 350 and 1200 bar. Injection and holding pressures should be carefully chosen to ensure that no sink marks or flow lines are visible on the surface of the moulded article. On average, Riblene, shrinkage may vary between 1 and 3%. Estrusione Per l estrusione di Riblene le temperature suggerite sono fra 160 e 220 C, esse sono indicative, e variano in funzione del MFR e delle altre condizioni di lavorazione. Extrusion For extrusion of Riblene temperatures quoted are intended only as a guide and will vary between 160 and 220 C according to MFR and other processing conditions. 15

18 Film Per la produzione di film vengono usati impianti per estrusione in bolla e testa piana per il coating su vari supporti: cartone, plastici e metallici. Nella gamma versalis esistono prodotti additivati con agenti antibloccanti o scivolanti al fine di soddisfare le esigenze più diverse dei produttori di film. Reticolazione ed espansione LDPE, in virtù della sua struttura ramificata, può essere reticolato facilmente. La reticolazione chimica (con l ausilio di perossidi reperibili in commercio), nel caso di articoli espansi, richiede l osservanza di precise condizioni di lavorazione. La reticolazione fisica (sui manufatti, tramite radiazioni ad alta energia) al contrario, è facilmente realizzabile, perché non deve essere modificato il processo. La reticolazione viene utilizzata nel rivestimento di cavi e in certi articoli stampati (anche espansi), per aumentare la resistenza alla temperatura. Una piccola percentuale di reticolazione produce anche un miglioramento della resistenza alla tensocorrosione. La realizzazione degli espansi viene fatta tramite espandenti chimici o fisici. Films Machines normally used for LDPE film are blown film or cast film extruders for coating on different baking like carton, plastics, metallic foils. In versalis mix are included types with antiblocking and slip agents to satisfy different customers needs. Crosslinking and foaming Thanks to its branched structure, LDPE is easy to be crosslinked. Chemical crosslinking (by using peroxide available on the market), in case of foamed articles, requires particular processing condition. On the contrary, for physical crosslinking (on finished articles by using radiation), the processing conditions should not be changed and because of that it is generally considered easier process. This procedure is used in the cable sheathing, in moulded items (also foamed), to improve temperature resistance. Low percentage of crosslinking helps to increase ESCR resistance. Foam items are made by physical or chemical blowing agents. 16

19 Profili, tubi flessibili, lastre e rivestimento cavi Profili e tubi flessibili vengono raffreddati in bagno d acqua. Le lastre vengono raffreddate da cilindri a temperatura controllata (fra 20 e 50 C). Per il rivestimento di cavi vengono impiegate mescole speciali anche con altri polimeri. La lavorazione avviene su impianti tradizionali con temperature variabili da 150 a 220 C. Corpi cavi La temperatura di estrusione dovrebbe essere la più bassa possibile, quella dello stampo inferiore a 40 C e la pressione di soffiaggio compresa tra 2 e 6 bar. Stampabilità I manufatti prodotti con Riblene si possono stampare e verniciare, ma è necessario un pretrattamento della superficie, ad esempio mediante trattamento corona. Profiles, tubes, sheets, cable sheathing Profiles and tubes are cooled in a water bath. Sheets are normally extruded onto chill rolls (from 20 C to 50 C). For cable sheathing, special compounds with various polymers are used. Processing is carried out on the usual machines at C. Containers The extrusion temperature should be as low as possible and the mould temperature less than 40 C. The blowing pressure is normally between 2 and 6 bar. Printing Riblene grades are suitable for printing and painting, but a surface pre treatment (e.g. by corona discharge) is required. 17

20 Saldatura I tipi Riblene vengono saldati facilmente mediante termosaldatura. Un esempio classico è la produzione dei sacchetti dove i lembi del film da saldare sono avvicinati e portati a temperatura di fusione all interno di barre saldanti. Il processo è altamente automatizzato con elevate velocità. La bontà della saldatura è influenzata dalle condizioni operative: temperatura di saldatura, tempo di saldatura e pressione di saldatura e dalle proprietà del polimero: densità e MFR. Assorbimento di cariche LDPE possiede un elevata capacità di assorbimento di cariche che aumenta con il crescere del MFR. Grazie a questa abilità i gradi con elevato MFR sono usati per la produzione di masterbatches a base di cariche, additivi e pigmenti. Questi formulati sono aggiunti al polimero vergine per modificarne aspetto e prestazioni. Miscelazione con LLDPE Il Riblene si può mescolare con LLDPE, HDPE ed EVA (Flexirene, Clearflex, Eraclene e Greenflex ) in tutte le proporzioni allo scopo di ottenere film o manufatti con migliori proprietà meccaniche. È opportuno miscelare con LLDPE a fluidità leggermente superiore. Welding Riblene grades can be welded by thermal heating. Classical example are shoppers. Blown film is squeezed between heated barrels with sufficient temperature to melt polymer and seal the film. Process is highly automatic and fast. The goodness of welding could be affected by operative conditions: temperature, time, pressure and polymers properties: density and MFR. Filler retention LDPE has a high filler retention, which increases with the rise of MFR. Thanks to this ability types with higher MFR are used to produce masterbatches based on fillers, additives and pigments. These compounds are added to natural polymer to change its appearance and performances. Blending with LLDPE Riblene grades can be blended with LLDPE, HDPE and EVA (Flexirene and Clearflex, Eraclene and Greenflex ) in all ratios to obtain films or articles with improved mechanical properties. It is important to ensure that LLDPE having slight higher flowability is used. 18

21 Misure di sicurezza nella lavorazione Sicurezza contro gli incendi I materiali plastici, come quasi tutti i prodotti organici sono infiammabili. Nell interesse dell utilizzatore è necessario assumere, nello stoccaggio, lavorazione e confezionamento, provvedimenti per la prevenzione di incendi. Ogni nazione ha sue leggi in materia di norme antincendio. Compete ai trasformatori conoscere ed osservare le suddette norme. Aerazioni dei locali di lavoro Sebbene danni alla salute da parte di vapori prodotti nella lavorazione corretta di materiali sintetici termoplastici non siano stati accertati, si raccomanda di provvedere ad una buona aerazione dei locali di lavorazione; in particolare nel caso di surriscaldamenti dovuti ad avarie meccaniche, o nel caso in cui sia necessario smontare le macchine ancora calde e pulire i componenti tramite combustione. Safety precautions in processing Fire precautions In common with all organic products, plastics are combustible. It is in converters' interest when storing, processing or fabricating plastics, to take the necessary fire prevention measures. Particular care should be taken to observe specific regulations in individual countries. It is responsibility of rew material converter to ascertain and observe such requirements. Ventilation of processing rooms Although the vapours given off when thermoplastics are correctly processed have not been found to be harmful, it is advisable, from a general industrial hygiene point of view, to ensure that processing rooms are well ventilated. This is particularly important in the event of material overheating when production is interrupted, when opening heated machines or when burning machine parts clean. 19

22 Esempi di applicazione Principali campi d applicazione sono l estrusione di film in bolla e cast, il rivestimento per estrusione (coating), l iniezione, gli espansi e l estrusione di profili. Film Dalla tecnologia dell estrusione film in bolla si ottengono prodotti per la produzione di: sacchi industriali, film agricolo, film termoretraibile con caratteristiche variabili adatte all imballo industriale di pedane di sacchi, prodotti per edilizia e fardelli di media e piccola dimensione, sacchetti, film per imballaggio, film per laminazione e film igienico. Dalla tecnologia del coating su supporti come carta kraft, cartoncino, film di poliestere, film plastici di varia natura e film metallici, si ottengo nuovi prodotti accoppiati che possono avere le seguenti proprietà: impermeabilità all acqua, ai grassi, flessibilità alle basse temperature, buona saldabilità, buona stampabilità, elevata resistenza chimica, atossicità e resistenza alla lacerazione. Manufatti stampati ad iniezione Tappi, casalinghi, giocattoli coperchi, manufatti di complessi, secchi, fiori artificiali, articoli medicali. Profili estrusi Tubi flessibili, tubicini per applicazioni alimentare e mediche, profili di tenuta, rivestimenti per cavi (in parte reticolati) e lastre per rivestimenti. Examples of application The main applications are blown film and cast film, coating, injection moulding, foams and extruded profiles. Films By blown film technology are made: industrial bags, agricultural films, shrink film with different properties suitable for industrial packaging of pallets, building products, films for medium and high load, carrier bags, shoppers, diapers and laminating film. By coating technology on kraft paper, carton, polyester film, plastic films and metallic films are made new coated products whit these properties: waterproof, fat resistant, flexibility at low temperature, good weldability, printability, high chemical resistance, nontoxic and high resistance to tear. Injection mouldings Caps, housewares, toys, lids, complicated items, pails, artificial flowers, medical devices. Extruded profiles Wound hoses, tubing for food and medical applications, sealing profiles, cable sheathing (in some cases crosslinked), sheets for linings. 20

23 Manufatti espansi Espansi per imballaggi e per coibentazione termica ed acustica in edilizia, profili a tenuta, parti per l industria automobilistica, tappeti per ginnastica e lastre per rivestimenti. Basi per masterbatches Masterbaches a base di cariche, pigmenti ed additivi. Resistenza a prodotti chimici Il Riblene è resistente alla maggior parte degli acidi non ossidanti, nonché alle soluzioni di sali ed alcali. Non è resistente ad acidi ossidanti, alogeni, composti aromatici, idrocarburi liquidi, alcoli, esteri, chetoni e prodotti simili. La resistenza chimica del Riblene è influenzata dal MFR e dalla temperatura. Lo scopo di questa monografia è fornire le linee guida per l utilizzo di LDPE. Il dettaglio dei risultati delle prove di resistenza ad agenti chimici e/o aggressivi è rimandato a documentazione tecnica di dettaglio che preghiamo di richiedere alla nostra assistenza tecnica. Foams Packaging foam, insulation for buildings and pipelines, impact sound insulation, sealing profiles, automotive parts, life jackets, gymnastic mats, sheets (e.g. for linings) Masterbatches Masterbatches prepared with fillers, pigments and additives. Resistance to chemicals Riblene is resistant to most (non-oxidizing) acids and alkalis and to salt solutions. It is not resistant to oxidizing acids, halogens, aromatics, liquid hydrocarbons, alcohols, esters, ketones and similar products. Generally it is worth noting that chemical resistance deteriorates with increasing MFR and temperature. The scope of this paper is just to give a guide line for a proper usage of LDPE. The results of specific tests for the resistance to chemicals have been left to another technical and more detailed document. In case of interest, please refer to our technical service. 21

24 Riblene Coating portfolio Type MFR Density GM GM 20 R GM GM 30 R GP GP Riblene Injection portfolio Type MFR Density Antioxidant (ppm) SLIP (ppm) AB (ppm) MM MM 20 R MP MP MP 30 R MP 31 R MQ 10 R MR MR 10 R MR MT 10 R MV MV 10 R

25 Riblene Blow Film portfolio Type MFR Density Antioxidant (ppm) SLIP (ERUC, ppm) AB (SILICA, ppm) FC FC FC FC 39 D FC 39 F FC FF FF FF 33 D FF 33 F FF FF 34 D FF 34 F FF 39 D FF 39 F FH FH 39 D FH 39 F FL 20 R FL FL FL 34 E FL 34 D FL 34 F FL 39 D FL 39 F FM 34 E FM 34 D FM 34 F

26 24 Note/Notes

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28 versalis spa è una società chimica con unico socio soggetta all attività di direzione e coordinamento di eni spa. versalis spa is a chemical company wholly owned and controlled by eni spa. Sede Centrale Head Office: Piazza Boldrini, San Donato Milanese (MI) - Italy - Tel [email protected] Intermedi Intermediates: [email protected] Polietilene Polyethylene: [email protected] Elastomeri Elastomers: [email protected] Stirenici Styrenics: [email protected] eni.com