HDPE_EVA復合薄膜共擠出成型工藝及機頭結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、HDPE /EV A 復合薄膜共擠出成型工藝及機頭結(jié)構(gòu)設(shè)計溫變英 李燕(華北工學院化工系 , 030051介紹 HDPE/EVA 復合薄膜的特點、 用途、 成型加工工藝及其擠出吹塑機頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 結(jié)果表明 HDP E/EV A 復合 薄膜作 為冷凍食 品包裝袋其 性能可靠、 加工方 便 ; 采 用共擠出吹 塑復合薄 膜的成型方 法 , 具 有生產(chǎn)設(shè) 備簡單、 工 藝流程 短 , 成本低等優(yōu)點 ; 機頭采用部分獨立流動然后匯合的 熔體流動方式 , 其結(jié)構(gòu)緊湊、 流道較短、 熔 體壓力損失小 , 并有助于 提高內(nèi)外層膜間的粘合牢度。關(guān)鍵詞 :HDP E EV A 共擠出復合薄膜機頭復合薄膜對食品

2、的保鮮和貯存顯得特別重要。 本 文擬設(shè)計一種透明型冷凍食品包裝袋及其共 擠出機 頭 , 以滿足市場的需要。1材料選擇 1作為冷凍食品包裝袋應(yīng)具備的條件是 :(1 衛(wèi)生性 和安全性 ; (2 被包裝物的保護性 ; (3 穩(wěn)定性 ; (4 作業(yè) 性 , 即具有良好的加工性 , 可印刷性和熱封性 ; (5 商品性 , 即透明可顯示內(nèi)部物質(zhì) , 易于標準化、 連續(xù)化生產(chǎn) , 價格便宜。又根據(jù)包裝冷凍食品的工作條件 , 我們確定選用 HDPE 與 EVA 進行復合 , 其中 HDPE 作為內(nèi)層材料 ,EVA (VA 含量小于 15% 作為外層材料。其理由如下 :(1 EVA 、 HDPE 二者相容性好。

3、 由于 EV A 在 VA 含 量較低時 , 其分子結(jié)構(gòu)與 HDPE 相似 , 相互擴散能力強 , 易于結(jié)合 , 可以形成透明性復合薄膜 , 符合冷凍袋 要 求透明 的條件 ; (2 HDPE 、 EVA 性能 互補。 HDPE 物理機械性能均衡 , 易成型加工且成本低廉 , 無毒無 味 , 耐高低溫性能均較好 , 其缺點是熱封性相對較差 , 印刷性差 ; EVA 的柔韌性較好 , 粘合性高 , 有良好的熱 封 性 和 可 印 刷 性 , 其 缺 點 是 耐 熱、 耐 油 性 差。 所 以 HDPE 與 EVA 復合使用可以在性能上揚長避短、 互 相補充 ; (3 EVA 與 H DPE 兩者

4、加工條件相近 (其塑 化溫度見 3. 2 , 這給設(shè)計共擠出機頭帶來了方便 , 設(shè)計 時可以不直接考慮內(nèi)、 外層熔融樹脂間的隔熱問題 , 簡化了機頭結(jié)構(gòu) , 既便于生產(chǎn)操作 , 又降低了成本。 單一 膜的主要性能如表 1所示。從以 上分析和 性能數(shù)據(jù) 不難看 出 , HDPE /EVA 復合薄膜體系是性能協(xié)調(diào)、 優(yōu)勢互補的良好匹配體系。2產(chǎn)品規(guī)格確定吹塑薄膜產(chǎn)品規(guī)格可有較大范圍的調(diào)整 , 依據(jù)工 廠的設(shè)備狀況和用戶要求確定。 例如可選用 HDPE 層厚 0. 065mm , EVA 層厚 0. 015mm , 折徑 170m m , 總之 , 在 確 定 內(nèi)外 層 厚 度 時 , 應(yīng) 使 HD

5、PE 的 厚 度 略 大 于 EVA 的厚度。3吹塑工藝3. 1 工藝流程3. 2成型加工溫度見表 2。表 1 HD PE 、 EV A 薄膜的主要 性能 2T ab 1M ain pro per ties o f HDPE and EV A films性能 密度 /g cm -1拉伸強度 /M Pa 撕裂強度 /N (25 m -1透濕量/g m 2 24h 25 m (30 , 90%RH透氧氣量/mL m 2 24h 25 m (23 , 90%RH熱封 溫度 / 溫度 / 溫度 / 耐折性 耐油性HDPE0. 95204015304. 5105002000135180120-50優(yōu) 良

6、 EVA0. 9421355. 01060600250010014060-50優(yōu)一般88 塑料工業(yè) 1998年 作者簡介 :溫變英 , 女 , 1964年生。 工學碩士 , 講師。 主要 從事高聚物 共混改性研 究、 塑 料成型模具 的設(shè)計和 研究工作。 目前 已發(fā)表科技論 文 6篇。 表 2 HD PE /EV A 復合膜成型加 工溫度 2T a b 2Pr ocessing tem per ature fo r HDP E /EV A film后段溫度 /中段 / 前段 / 機頭 / HDPE 1601701801902002101805EVA130150160170180190僅僅依靠溫

7、度的調(diào)節(jié)并不能獲得性能優(yōu) 良的制 品 , 因為界面結(jié)合狀況還強烈地依賴于熔體層的流動 速率和它們間的流動速率比 3, 所以實際生產(chǎn)中還需 嚴格控制螺桿轉(zhuǎn)速。4共擠出吹膜機頭結(jié)構(gòu)設(shè)計45圖 1共擠出機頭結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1St ructure dra wing of co ext rusion die1-口模 ; 2-壓環(huán) ; 3-外芯棒 ; 4-內(nèi)芯棒 ; 5-機體 ; 6-機頸 1; 7-墊板 ; 8-緊固螺母 ; 10-機頸 2綜合考慮多種因素后 , 最終確定 H DPE/EVA 復 合薄膜機頭采用如圖 1所示的部分獨立流動然后匯合的熔體流動方式。 這種機頭內(nèi)的復合可使熔體層在壓 力下貼合

8、 , 有助于提高內(nèi)外層膜間的粘合牢度。 機頭進 料方式為側(cè)向進料 , 其上主要構(gòu)件芯棒采用了衣架式 支管分流結(jié)構(gòu) , 支管呈流線型過渡到口模間隙 , 其橫截 面為半圓形 , 并且半徑沿流動方向逐漸減少 , 如圖 2所 示。 進入機頭的熔體經(jīng)支管分流逐漸從周向流動過渡 到軸向流動。 復合膜的整體厚度可由口模調(diào)節(jié)螺釘控 制。 兩層芯棒采用管套式結(jié)構(gòu)有機地組合在一起。 這種 設(shè)計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊 , 流道較短 , 熔體壓力損失小 ;缺點是不能調(diào)節(jié)各流道層的流動 , 也不能單獨調(diào)節(jié)各 流道內(nèi)熔體的溫度 , 所以 , 只適合于如 HDPE /EVA 這 樣相容性好 , 加工性能又接近的復合體系。 如前所

9、述。 由于 HDPE/EVA 兩種 物料的加工溫 度是如此的 接 近 , 所以在本設(shè)計中未考慮套管芯棒間的隔熱問題。 這 樣大大簡化了模具結(jié)構(gòu) , 給制造和操作帶來了方便。圖 2衣架式支管分流結(jié)構(gòu)示意圖Fig 2Str uctur al draw ing o f br anched tubes with clot hes-rackpatter n5結(jié)語綜上所述 , HDPE/EVA 復合薄膜作為冷凍食 品 包裝袋 , 性能可靠 , 加工方便。 與常用的其它復合薄膜 生產(chǎn)方法相比 , 這種共擠出吹塑復合薄膜的成型方法 具有生產(chǎn)設(shè)備簡單、 工藝流程短、 成本低等優(yōu)點。 機頭所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊

10、、 流道較短、 熔體壓力損失 小 , 并有助于提高內(nèi)外層膜間的粘合牢度。 同時其加工 方便 , 造價低廉 , 完全能滿足 H DPE/EVA 復合薄膜成 型加工的需要 , 具有一定的實用價值。參考文獻1日本高分子學會編 . 塑料合金 . 朱洪法等澤 . 北京 :中國輕工業(yè)出版社 , 1992. 2652陳 昌杰 . 塑料 薄膜 的印 刷與 復合。 北 京 :化學 工業(yè) 出版 社 ,1995. 1823 A g assant J F . P olymer Eng ineering A nd Science , 1994,(34 :144 N o rdberg M E. Poly mer Eng

11、ineer ing and Science, 1990,(30 75米歇利 W 著 . 擠塑 模頭設(shè) 計及工 程計算 . 黃 振華譯 . 北 京 :烴加工出版社 , 1989. 135(本文于 1997-09-5收到 Structural Design of Coextrusion Die for HDPE /EVA Composite FilmWen Bianying Li Yan(Dept of Chemical Eng , N o rth China Instit ute o f T echnolog y AbstractsThe feature, applicatio n, pr oc

12、essing technolog y and structural desig n of ex trusion blo w ing die for HDPE/EVA com po site film are described in this paper. HDPE/EVA composite film is considered to be property reli-able and pr ocessing easily for frozen foo d package . T he coex tr usion -blow ing of the com posite film is character-ized by simple pr oduction m achinery, short tech