HDPE - EVA復(fù)合薄膜共擠出成型工藝及機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計-

1、 HD PE EVA 復(fù)合薄膜共擠出成型工藝及機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計溫變英李燕(華北工學(xué)院化工系,030051介紹HD PE EVA 復(fù)合薄膜的特點(diǎn)、用途、成型加工工藝及其擠出吹塑機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)果表明HD PE EVA 復(fù)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(fù)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(diǎn);機(jī)頭采用部分獨(dú)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:HD PE EVA 共擠出復(fù)合薄膜機(jī)頭復(fù)合薄膜對食品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(jī)頭,以滿足市

2、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(hù)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(biāo)準(zhǔn)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HD PE 與EVA 進(jìn)行復(fù)合,其中HD PE 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:(1EVA 、HD PE 二者相容性好。由于EVA 在VA 含量較低時,其分子結(jié)構(gòu)與HD PE 相似,相互擴(kuò)散能力強(qiáng),易于結(jié)合,可以形成透明性復(fù)合薄膜,符合冷凍袋要求透明的條件;(2HD PE 、EVA 性能互補(bǔ)

3、。HD PE 物理機(jī)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(diǎn)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(diǎn)是耐熱、耐油性差。所以HD PE 與EVA 復(fù)合使用可以在性能上揚(yáng)長避短、互相補(bǔ)充;(3EVA 與HD PE 兩者加工條件相近(其塑化溫度見312,這給設(shè)計共擠出機(jī)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(jī)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,HD PE EVA 復(fù)合薄膜體系是性能協(xié)調(diào)、優(yōu)勢互補(bǔ)的良好匹配體系。2產(chǎn)品規(guī)格確定吹塑

4、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HD PE 層厚0.065mm ,EVA 層厚0.015mm ,折徑170mm ,總之,在確定內(nèi)外層厚度時,應(yīng)使HD PE 的厚度略大于EVA 的厚度。3吹塑工藝311 工藝流程312成型加工溫度見表2。表1HD PE 、EVA 薄膜的主要性能2T ab 1M ain p roperties of HD PE and EVA fil m s性能密度 g c m -1拉伸強(qiáng)度M Pa 撕裂強(qiáng)度N (25m -1透濕量g m 2 24h 25m (30,90%RH 透氧氣量 mL m 2 24h 25m (23,90%RH

5、 熱封溫度 最高使用溫度 最低使用溫度 耐折性耐油性HD PE0.95204015304.5105002000135180120-50優(yōu)良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(xué)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2HD PE EVA 復(fù)合膜成型加工溫度2T ab 2P rocessing temperature fo r HD PE EVA fil m后段溫度 中段 前段 機(jī)頭 HD PE 160170180190200210180

6、±5EVA130150160170180190僅僅依靠溫度的調(diào)節(jié)并不能獲得性能優(yōu)良的制品,因?yàn)榻缑娼Y(jié)合狀況還強(qiáng)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(shí)際生產(chǎn)中還需嚴(yán)格控制螺桿轉(zhuǎn)速。4共擠出吹膜機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計45圖1共擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖F ig 1Structure draw ing of coextrusi on die 1-口模;2-壓環(huán);3-外芯棒;4-內(nèi)芯棒;5-機(jī)體;6-機(jī)頸1;7-墊板;8-緊固螺母;10-機(jī)頸2綜合考慮多種因素后,最終確定HD PE EVA 復(fù)合薄膜機(jī)頭采用如圖1所示的部分獨(dú)立流動然后匯合的熔體流動方式。這種機(jī)頭內(nèi)的復(fù)合可使熔體層在壓力下貼合

7、,有助于提高內(nèi)外層膜間的粘合牢度。機(jī)頭進(jìn)料方式為側(cè)向進(jìn)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(jìn)入機(jī)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(fù)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(jī)地組合在一起。這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,流道較短,熔體壓力損失小;缺點(diǎn)是不能調(diào)節(jié)各流道層的流動,也不能單獨(dú)調(diào)節(jié)各流道內(nèi)熔體的溫度,所以,只適合于如HD PE EVA 這樣相容性好,加工性能又接近的復(fù)合體系。如前所述。由于HD PE 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

8、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F ig 2Structural draw ing of branched tubes w ith clo thes 2rackpattern5結(jié)語綜上所述,HD PE EVA 復(fù)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(fù)合薄膜生產(chǎn)方法相比,這種共擠出吹塑復(fù)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(diǎn)。機(jī)頭所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(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。同時其加工方便,造價低廉,完全能滿足HD PE EVA 復(fù)合薄膜成型加工的需要

9、,具有一定的實(shí)用價值。參考文獻(xiàn)1日本高分子學(xué)會編1塑料合金1朱洪法等澤1北京:中國輕工業(yè)出版社,199212652陳昌杰1塑料薄膜的印刷與復(fù)合。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,199511823A gassant J F 1Po lym er Engineering A nd Science ,1994,(34:144N o rdberg M E 1Po lym er Engineering and Science ,1990,(30 75米歇利W 著1擠塑模頭設(shè)計及工程計算1黃振華譯1北京:烴加工出版社,19891135(本文于1997-09-5收到Structura l D esign of Coe

10、xtrusion D ie for HD PE EVA Com posite F il mW en B ianying L i Yan(D ep t of Chem ical Eng ,N o rth Ch ina Institute of T echno logy AbstractsT he featu re ,app licati on ,p rocessing techno logy and structu ral design of ex tru si on b low ing die fo r HD PE EVA com po site fil m are described in th is p aper 1HD PE EVA com po site fil m is con sidered to be p roperty reli 2ab le and p rocessing easily fo r frozen food package 1T he coex tru si on 2b low ing of the com po site fil m is character 2ized by si m p le p roducti on m ach inery ,sho rt techno logy p rocess and low co