食品包裝材料:流延、吹膜生產(chǎn)中常見問題分析解決_第1頁
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文檔簡介

共濟(jì)吹膜、流延膜生產(chǎn)中常見問題分析解決(1)晶點①溶體壓力小,剪切力小,塑化不良??蛇m當(dāng)增加過濾網(wǎng)層數(shù)和目數(shù)。②停機(jī)后再開機(jī),易產(chǎn)生晶點,生產(chǎn)不同品種流延膜轉(zhuǎn)換時生產(chǎn)。如CPP與CPE生產(chǎn)相互轉(zhuǎn)化時。對此,螺桿、模頭必須徹底清洗干凈。③樹脂有異物混入,水含量高等。必須清潔生產(chǎn),保存好原料。④樹脂本身質(zhì)量差,調(diào)換。(2)析出物斑點①原材料。原料選用要適當(dāng),添加劑太多時,添加劑耐溫低時,易產(chǎn)生白斑。如添加劑太少,爽滑性、開口性太差。②擠出溫度高,添加劑易于析出,擠塑溫度一般低于250℃。③清潔輥壓力太大,易把其紋路壓上薄膜;如壓力太小,析出的添加劑不能被慢慢均勻地帶走,積在冷卻輥上被帶上薄膜。④真空箱抽取煙霧能力差,易出現(xiàn)白斑。⑤在使用相同原料時,薄膜越厚,添加劑析出量越多。生產(chǎn)厚膜時應(yīng)改變原料或減少添加劑加入量。(3)爽滑性差①擠出溫度過高,添加劑分解。②原材料本身結(jié)晶度低,如一些共聚物③冷卻輥溫度太高④氣隙偏大。(4)表面粗糙、光澤不良①擠出機(jī)溫度太低,塑化不良。②模頭間隙太小,溶體破裂。③冷卻輥溫度太低擠出機(jī)混煉不足,要降低牽引速度,增加擠壓溫度和螺桿轉(zhuǎn)速。(5)橫向厚度不均勻①模唇間隙調(diào)整不當(dāng),需重新調(diào)整。②模頭橫向溫度分布不均勻,檢查加熱器。③模腔中有雜物,從而引起物流紊亂,出料不均。④氣刀氣流不均勻。檢查氣刀氣流是否穩(wěn)定,氣流是否平衡。⑤回收料加入過多或加入不均勻。一般加入量為15%-20%,并要均勻加入。(6)透明度差①擠出溫度低,塑化、混煉差。②冷卻輥溫度太高,薄膜結(jié)晶度太大。③縮短氣隙,加快冷卻。④冷卻輥表面不清潔,應(yīng)加以清洗。(7)膜有條紋如果是人字形紋,原因有:①氣刀壓力太高。②急冷輥冷卻不均勻,需清除內(nèi)部水垢。如果是直條紋,原因有:①模唇有損傷,需修補(bǔ)。②??谟须s物,需用銅刀清除。③輥面有傷痕。(8)擦傷①穩(wěn)定板,導(dǎo)輥不轉(zhuǎn)動。②輥上有傷痕,注意檢查修理。③薄膜與電極,與測厚頭相碰一、吹膜生產(chǎn)工藝1.1概述吹膜上次工藝,吹塑薄膜是將塑料在擠出機(jī)中熔融塑化,通過環(huán)形模頭擠成膜管,由壓縮空氣將其吹脹冷卻定型后制成的薄膜。吹塑薄膜是最重要、應(yīng)用最廣的薄膜產(chǎn)品加工方法。與其他方法相比,吹塑薄膜具有如下優(yōu)點:設(shè)備相對簡單,投資少,生產(chǎn)快薄膜在兩個方向均有拉伸,機(jī)械強(qiáng)度較高廢料少,成本低,原料利用率高門幅寬,焊縫少主要確定有:薄膜厚薄均勻度差,生產(chǎn)線速度低,產(chǎn)量不高。根據(jù)成型工藝,吹膜可分為平擠上吹法、平擠平吹法和平擠下吹法三種。對于復(fù)合軟包裝基材所采用的均為LDPE的上吹工藝。其優(yōu)點為:膜泡形狀穩(wěn)定,牽引穩(wěn)定,占地面積小,操作方便,可生產(chǎn)折徑大,厚度大的薄膜。二、吹膜設(shè)備2.1、擠出機(jī)擠出系統(tǒng)主要部分是螺桿和機(jī)筒,還包括上料和過濾網(wǎng)等。LDPE/LLDPE吹膜螺桿特點為:①螺桿直徑一般45-150mm,生產(chǎn)量可達(dá)50-750kg/h,與吹膜寬度關(guān)系見下表②螺桿長徑比為24:1-30:1.③溝槽進(jìn)料或平滑進(jìn)料段,混合段雙牙螺紋壓縮段較長,壓縮為1.8:1—2.5:1。雙牙螺桿與單牙螺桿相比,有以下優(yōu)缺點。優(yōu)點:可降低樹脂溫度,提高擠出量,減少溫度的波動。缺點:清洗困難,對溫度設(shè)定敏感,價格較高。機(jī)筒一般有3-6個加熱單元,每個單元各有一個冷卻風(fēng)機(jī),便于準(zhǔn)確地控制機(jī)筒溫度。機(jī)筒進(jìn)料處有冷卻裝置,防止進(jìn)料處原料受熱結(jié)塊。多孔板及過濾網(wǎng)作用是增加阻力,使料流變成直線前進(jìn),過濾雜質(zhì),使制品密實。濾網(wǎng)一般采用80/100/80目的機(jī)構(gòu)。2.2、模頭吹膜擠出的模頭一般采用直角型螺旋機(jī)頭,這類機(jī)頭易于保證口膜唇部各點的均勻流動而薄膜厚度波動減少。模頭直徑通常在150-700mm之間。模頭縫隙LDPE一般為0.7-1.2mm,LLDPE一般為2.5-3.0mm。2.3、風(fēng)環(huán)及冷卻裝置風(fēng)環(huán)是冷卻膜泡的裝置,風(fēng)環(huán)的冷卻對生產(chǎn)至關(guān)重要。在通常情況下,比擠出量是每25mm模頭周長,每小時擠出4-7kg。使用氣泡內(nèi)冷卻系統(tǒng),比擠出量可提高到7-9kg。使用冷凍風(fēng)及雙層風(fēng)環(huán),比擠出量可達(dá)9kg以上。一般風(fēng)環(huán)與口膜距離為30-100mm,風(fēng)環(huán)內(nèi)徑為機(jī)頭直徑的1.5-3倍。出風(fēng)口縫隙寬1-4mm。壓縮空氣由多路進(jìn)入并有擋板緩沖。雙風(fēng)口負(fù)壓風(fēng)環(huán)可提高冷卻效率,泡容穩(wěn)定。其下風(fēng)口吹出的角度較小,風(fēng)速較低,作用是使泡管在負(fù)壓區(qū)產(chǎn)生膨脹,增加傳熱面積。其上風(fēng)口風(fēng)速較快,吹出角較大,使下風(fēng)口氣流變成湍流以提高冷卻效率。為了提高冷卻效率,僅有風(fēng)環(huán)是不夠的,還需采用內(nèi)冷卻系統(tǒng),采用冷凍風(fēng)內(nèi)外冷卻等。2.4、人字板人字板是穩(wěn)定泡管形狀,使其逐漸壓扁導(dǎo)入牽引輥的裝置,夾角可調(diào)節(jié),一般小于50°。人字板還有冷卻作用,采用導(dǎo)輥形式較好,既減少劃絲,又可通過冷卻水提高冷卻效率。2.5、牽引裝置牽引裝置由一對輥筒組成,一根鋼棍表面鍍鉻拋光,另一根輥表面覆以橡膠,兩輥壓力可調(diào)節(jié),以適應(yīng)厚薄不同的制品。牽引輥間的接觸應(yīng)與人字板中心和機(jī)頭中心對準(zhǔn),否則會造成薄膜至牽引輥距離不等引起皺褶現(xiàn)象。2.6、EPC裝置一般采用氣壓檢測方式,用油缸推動導(dǎo)向架,使薄膜保持固定位置,糾正跑偏,保證了切刀位置固定,收卷整齊。2.7、電暈處理裝置高壓、高頻放電,是薄膜表面張力達(dá)38mN/m以上,保證復(fù)合牢度。放電極與導(dǎo)輥間隙為0.5-1mm之間。2.8、收卷裝置薄膜的收卷方式有中心卷取、表面卷取、中心助力卷取等。一般收卷系統(tǒng)由雙工位自動或手動翻轉(zhuǎn)接膜的兩個卷取架組成。表面卷取是電動機(jī)將動力傳至表面驅(qū)動輥,驅(qū)動輥與卷取輥相接觸,依靠兩者之間的摩擦力帶動卷取輥,將薄膜卷上,其卷繞速度取決于表面驅(qū)動輥的線速度,不受卷繞輥直徑變化的影響。其卷取張力取決于表面驅(qū)動輥和卷繞輥之間的摩擦力,表面卷取結(jié)構(gòu)簡單,并可卷取厚膜、寬膜。中心卷取是驅(qū)動電機(jī)直接將力和速度傳給卷繞輥。這種裝置可卷取各種厚度薄膜,由于卷徑不斷加大,為保持卷繞張力不變,均有錐度設(shè)定。收卷前切邊方式有無廢邊剖開和有廢邊切除兩種方式。很多人都在問霧度霧度霧度怎么降低,相信前面我已經(jīng)講了很多了,現(xiàn)在在說說配方上的事吧。注意:主料盡量不要選含有助劑,熔融指數(shù)和密度的選擇也很重要的,

m-LLDPE有一定的支鏈,霧度相對LLDPE低,強(qiáng)度相對高。只是材料會較軟。除了霧度低,它的熱封性能非常好,適用于告訴自動包裝機(jī)生產(chǎn)一個乳白袋配方,要求是吹膜生產(chǎn),刨邊成片膜。袋型是三邊封袋,封口方式為熔切,強(qiáng)度大于18N.產(chǎn)品難度:1、乳白膜易出現(xiàn)晶點影響印刷;2、封口強(qiáng)度要求非常高。經(jīng)過N次試驗得出以下配方透明度小于38%,熱封強(qiáng)度合格,走機(jī)順暢,就是晶點有點多。各類PE的基本性能一、LLDPE薄膜1、LLDPE熔點比LDPE高10-20℃,密度在0.92-0.93,溶體年度高,加工較困難。2、LLDPE物理機(jī)械性能明顯高于LDPE,其柔軟性、韌性、耐寒性、耐針刺性均優(yōu)于LDPE。3、LLDPE耐環(huán)境應(yīng)力裂性極佳。4、熱封性能好,只要達(dá)到最低的起封溫度就具有良好的熱封強(qiáng)度,抗封口污染性也較強(qiáng)。二、LDPE薄膜1、密度較低在0.915-0.925之間。2、透明性好,有一定的光澤度。3、機(jī)械強(qiáng)度較低,良好的柔軟性,延伸率高,表面硬度低。4、耐溫性優(yōu)良,有良好的耐沖擊性。5、吸水率低,阻水防潮性極差,但透氣性強(qiáng),保香性差。6、耐熱性差,軟化溫度84左右℃。7、電性能好,耐電壓達(dá)20℃,4mV/μm。電阻率高,極性小,介電損耗少。三、MDPE薄膜1、密度在0.926-0.940之間,比LDPE略高,結(jié)晶度比LDPE高。2、機(jī)械強(qiáng)度、剛性、耐熱性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、耐化學(xué)性、阻隔性比LDPE薄膜均有所提高。HDPE薄膜1、HDPE的密度較高,達(dá)0.941-0.965。2、由于結(jié)晶度高透明度最差3、HDPE具有很高的強(qiáng)度,沖擊強(qiáng)度高,剛性好。4、耐溫性高,耐寒性好,可在100℃和-80℃下使用。四、MPE薄膜1、茂金屬PE是指采用過度金屬與環(huán)狀不飽和結(jié)構(gòu)的茂環(huán)組成的配位有機(jī)金屬絡(luò)合物催化劑聚合物而成的聚合物。2、具有優(yōu)良的光澤度和低霧度,樹脂清潔度高,晶點少。3、分子規(guī)整性好,因而結(jié)晶度高、強(qiáng)度高、韌性好、剛性好。(用此料改善過袋子易破問題)4、熱封性能優(yōu)異,起封溫度低,熱封強(qiáng)度高,抗封口污染性好,有些MPE可達(dá)到EVA的低溫?zé)岱庑阅?。吹膜工藝?)擠出機(jī)及模頭溫度控制①駝峰式溫控。溫度設(shè)定:150℃、160℃、175℃、175℃、165℃。②直線式控制。各段溫度均設(shè)定在170-180℃之間。如果溫度過高,薄膜發(fā)脆,縱向拉伸強(qiáng)度下降,橫向有周期性波動;過低則擠出困難。(2)吹脹比(a)與牽引比(b)吹脹比是膜泡直徑與模口直徑之比,反映了膜泡被吹脹的程度。吹脹比一般取1.5-3.a=D/d=2L/π*d式中

D——膜泡直徑

d——??谥睆?/p>

L——折徑牽引比又叫拉伸比,是薄膜牽引速度與模口擠出速度之比,反映了薄膜被拉伸的倍數(shù)。牽引比一般取3-7b=V/V0式中

V——牽引速度

V0——擠出速度吹脹比與牽引比的關(guān)系為:δ=t/a*b式中

δ——厚薄

t——??陂g隙牽引比和吹脹比是吹膜生產(chǎn)中的重要因素。牽引比太大,薄膜易拉斷,難以控制厚度。吹脹比決定了膜的折徑,如吹脹比太大,薄膜易出現(xiàn)擺動,厚度也難以控制。在牽引比不變的情況下,吹脹比增加,橫向拉伸強(qiáng)度增加,對縱向拉伸強(qiáng)度影響很小。在吹脹比不變時,牽引比增加,使縱向拉伸強(qiáng)度增加,橫向拉伸強(qiáng)度減少。如下表吹脹比牽引比縱向,MPa橫向,MPa1.43.914.2812.491.63.914.2813.052.73.913.9913.953.23.914.6615.46????2.99.817.213.12.925.622.612.12.821.424.689.5

(3)牽引速度在生產(chǎn)中牽引速度主要受到吹膜機(jī)擠出量的影響,牽引速度的估算公式為“牽引速度=擠出量/時間*厚度*密度*膜泡周長即:V=Q/60*δ*0.925*2L公式中

V=牽引速度m/min

δ=厚度mm

L=折徑mm

Q=擠出量g/h。(4)泡管冷凍線冷凍線又叫霜線,是吹膜樹脂從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴AB(tài)時的分階段。當(dāng)冷凍線低時,膜泡穩(wěn)定,厚度波動少,皺折少。冷凍線高度主要由風(fēng)環(huán)位置和風(fēng)量來控制,必要時也可用擠出溫度和擠出速度來控制。冷凍線過高、過低會使霧度增大。(5)電暈處理控制處理輸出功率,使薄膜下卷時表面張力在40-42mN/M為宜。吹膜PE改性一、提高LDPE薄膜溫度的改性LDPE吹塑膜)的拉伸強(qiáng)度同LDPE的熔融指數(shù),即:平均分子量的大小、密度以及加工條件有關(guān),對于LDPE而言,隨著MI的提高,分子量降低,拉伸強(qiáng)度降低;隨著LDPE密度的提高,結(jié)晶度提高,拉伸強(qiáng)度增加;隨LDPE吹脹比、牽引比、加工溫度的提高而略有提高,但過高的加工溫度引起吹脹膜氧化嚴(yán)重,也會因部分分子的分解而強(qiáng)度降低,因此,選擇MI較低,密度較大,吹脹比和牽引比都較為適當(dāng),溫度也適當(dāng)?shù)募庸?shù)是保證啪吹脹膜強(qiáng)度的關(guān)鍵。為了提高IDPE牛奶膜簡易包裝材料的良好強(qiáng)度,可以在LDPE粒子中,加入一定量的MDPE、HDI)E粒子,可以提高LDPE吹脹膜的拉伸強(qiáng)度,防止在自動牛奶灌裝機(jī)上用高度拉伸力的操作而使薄膜拉斷。應(yīng)當(dāng)指出的是各類PE之間具有良好的相容性,可以用共混的方法來改善其性能,共混后吹脹膜的強(qiáng)度是各個共混組分單獨成膜的性能用該組分在共混物中的重量百分?jǐn)?shù)的乘積之和,由于MDPE、HDPE的強(qiáng)度比LDPE高,所以可以用來直接共混以提高LDPE的強(qiáng)度。雖然聚丙烯的強(qiáng)度高,但是聚丙烯同LDPE的相容性一般,不能完全相容,為此,不能直接使PP同LDPE直接共混,否則共混物不會出現(xiàn)均相體系,反而性能降低,當(dāng)PP同LDPE共混時,應(yīng)使用含乙烯單體的共聚丙烯相混或用EVA作相容劑。二、改善吹塑LDPE薄膜滑爽性由于自動灌裝機(jī)的廣泛使用,代替了以前的大部分手工灌裝機(jī),因此在使用的包裝材料上要求包裝材料有良好的滑爽性,以適應(yīng)快速自動灌裝機(jī)的快速灌裝要求,薄膜的滑爽性好,可以在較短的灌裝時間內(nèi)充分灌裝滿規(guī)定的重量,為了提高薄膜的滑爽性,可以在LDPE粒子中添加潤滑劑,可以作為LDPE潤滑劑的有:液體或固體石蠟;硬脂酸及硬脂酸鹽;酰胺類物質(zhì),如:硬脂酸酰胺和介酸酰胺等;低分子量的PE蠟等。簡易液體包裝牛乳膜就是要求有良好的滑爽性的一種包裝膜,添加量一般可以在0.2—0.4%之間,應(yīng)當(dāng)指出的是,由于潤滑劑的添加薄膜的熱封性降低,熱封牢度降低,薄膜的表面印刷性變壞,不易使油墨粘結(jié)在表面。一般要求液體包裝膜以及粉末狀固體包裝的復(fù)合膜內(nèi)層的動靜摩擦系數(shù)在0.2—0.4之間。CPP常規(guī)配方的成本節(jié)降一般來說CPP基本都用均聚聚丙烯作為主體結(jié)構(gòu),三元共聚PP提供熱封性能。這種材料的耐低溫性和韌性較差;剛性好。如果您的CPP只需要其剛性的話,那么用三元共聚PP來提供熱封就顯得有點浪費(fèi)了。看看下面的實驗

粒料:三元共聚PP:C5608;供應(yīng)商:中石化均

PP:T30S;供應(yīng)商:??松梨诩庸l件熱封層溫度230-235℃,占比20%芯層溫度

235-240℃,占比50%電暈層溫度235-240℃,占比30%(因為芯層和電暈層粒料一樣,可以根據(jù)機(jī)臺特性調(diào)整層間比,以獲得最大產(chǎn)量。)激冷輥水溫25℃薄膜厚度:50μm下機(jī)熟化后數(shù)據(jù)

實驗配方方案:二元共聚PP等比例替代原配方中的三元共聚PP二元共聚PP:W531;供應(yīng)商:日本住友生產(chǎn)工藝參照原配方,得數(shù)據(jù)如下

與原配方熱封對比結(jié)果從數(shù)據(jù)上看用二元共聚PP替代三元共聚PP生產(chǎn)對產(chǎn)品的影響有1、拉伸強(qiáng)度略有提高,即剛性增強(qiáng)2、起封溫度有所上升,但熱封強(qiáng)度幾乎無影響總結(jié)二元共聚PP可以替代三元共聚PP,但需要注意的是一般二元共聚PP粒料不穩(wěn)定,每批都需要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。如:爽滑度,晶點等。HDPE對物理性能的影響HDPE具有熔點高,密度大、物理機(jī)械性能高,拉伸強(qiáng)度大等特點,那么HDPE對薄膜物理性能的影響程度是怎么樣的呢?讓我們來看看以下的實驗。

生產(chǎn)工藝條件和環(huán)境環(huán)境條件一致,得出的物理性能數(shù)據(jù)如下

從數(shù)據(jù)上分析,增加20%的HDPE時給薄膜帶來的影響有:挺度明顯提高,耐溫性能上升15℃左右,熱封強(qiáng)度有所升高,縱向斷裂伸長率下降,若產(chǎn)品為袋子時其粘結(jié)性有明顯改善關(guān)于助劑為了使薄膜達(dá)到一定的爽滑效果,我們通常會在薄膜中添加一些開口爽滑劑。開口劑和爽滑劑的分類如下:天然硅石和滑石,合成硅石,碳酸鈣,瓷土,玻璃和陶瓷顆粒,不相容聚合體,油酸酰胺,基酸酰胺添加助劑對很多薄膜來說是必不可少的,為了區(qū)分開口劑和爽滑劑,給大家打個比方,把兩張薄膜看做是兩塊玻璃,開口劑就相當(dāng)于將玻璃的表面打磨的凹凸不平,這樣把玻璃片打開就相對容易,但是左右移動就會困難很多,而爽滑劑就相當(dāng)于兩塊玻璃片之間有水,左右移動就會相對簡單但打開就相對困難多了。相信這樣就不難區(qū)分開口劑和爽滑劑了吧。添加這些助劑時需要注意,這些助劑都會給薄膜帶來熱封、霧度、摩擦系數(shù)、電暈處理的影響。根據(jù)這些年的學(xué)習(xí)和實驗得知,助劑含量控制在2000-6000PPM之間對熱封的影響不大,霧度主要是助劑種類的影響,選擇了劣質(zhì)的助劑可能會使薄膜的霧度上升5%(50μm的薄膜)左右;一般來說開口劑會增大靜摩擦系數(shù),爽滑劑則會減小靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù),至于原因嘛,我想那個例子可以說明點什么。那就先從PP開始吧。各類聚丙烯中,均聚等規(guī)PP具有較高的結(jié)晶度和良好的性能,在均聚PP中最具有使用價值。其次無規(guī)PP不能結(jié)晶,類似于未硫化的橡膠,熔點,硬度和力學(xué)性能很低。而間規(guī)PP各項性能介于等規(guī)和無規(guī)PP之間。均聚PP的缺點是低溫下耐沖擊性能差,脆化溫度高,溶體強(qiáng)度小,熔限窄,有一定的加工難度。無規(guī)共聚PP。也可以說是丙烯-乙烯共聚物。乙烯的加入降低了均聚PP的結(jié)晶度。當(dāng)乙烯的含量達(dá)30%時已經(jīng)是完全無定型物了。與均聚PP相比,無規(guī)共聚PP的沖擊強(qiáng)度,柔韌性,透明性,熱封性有明顯提高;脆化溫度下降。鉗段共聚PP。鉗段共聚PP在聚丙烯支鏈上鉗段共聚乙烯的共聚物。因為PP和PE不相容,所以PP和PE部分的結(jié)晶度幾乎無變化,剛性、抗沖擊性、耐蠕變性會更優(yōu)良,鉗段共聚PP對脆性改善極大,可在-10℃以下使用。接枝共聚PP。接枝共聚PP是均聚PP或無規(guī)共聚PP以有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑與甲基丙烯酸(酯)、丙烯酸酯等單體接枝共聚制得。接枝共聚PP具有較大的極性,低溫韌性、抗沖擊強(qiáng)度非常好。如圖2所示,在風(fēng)環(huán)上加擋板后,風(fēng)環(huán)內(nèi)保存的風(fēng)量更多,薄膜霜線急劇下降。膜泡更加穩(wěn)定,霧度下降3%(薄膜50μm厚)。做擋板時需要注意:1、擋板的內(nèi)徑依薄膜寬度而定,需大于膜泡直徑5CM左右;2、擋板的材料一定要硬,不易變形影響厚薄均勻度;3、擋板口面光滑,有圓角,防止出風(fēng)不均勻。吹膜配方及工藝筆記67——間規(guī)聚丙烯sPP的加工性sPP的分子質(zhì)量分布窄(Mw/Mm=2),分子鏈纏結(jié)幾率多,即sPP的鏈纏結(jié)分子質(zhì)量(Me)較等規(guī)聚丙烯(iPP)更小,造成了與iPP不同的結(jié)晶行為和流變性能。使得5PP在通常的設(shè)備和條件下,加工難以進(jìn)行。SPP的結(jié)晶行為高間規(guī)度的sPP可結(jié)晶,但與iPP相比,分子鏈更易纏結(jié),這不僅限制了晶體的生長,而且增加了無定型部分的包裹,導(dǎo)致sPP結(jié)晶速率慢,結(jié)晶溫度(Tc)和結(jié)晶度低,見表1。表1:sPP和iPP樣品的熱分析結(jié)果結(jié)晶速率慢,會引起sPP制品制備完成后繼續(xù)結(jié)晶,這樣制品容易變形,從而影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性;而結(jié)晶溫度低,則要求加工過程中降低制品的冷卻溫度,既增加成本,又降低產(chǎn)率。加入成核劑或與iPP共混,可提高sPP的結(jié)晶速率和結(jié)晶溫度。成核劑不但可顯著提高結(jié)晶速率,作為晶種還可降低結(jié)晶誘導(dǎo)期,詳見表2。表2:成核劑對結(jié)晶行為的影響sPP與iPP相溶性不好,混合后存在著微相分離。隨著混合物溫度的降低,iPP首先結(jié)晶出來形成微晶,它將加速sPP的結(jié)晶,如圖1所示。sPP的流變行為由于鏈纏結(jié)的影響,分子鏈的運(yùn)動困難,熔融狀態(tài)下sPP的流動性差,剪切稀化的程度比iPP小,這使得sPP需要更多的擠出時間,如圖2、圖3所示。圖2:sPP和iPP分子質(zhì)量對流動行為的影響共漫改性為了改善sPP的加工性,提高sPP的硬度,通常將sPP與iPP等其他的聚烯烴共混.這樣可以得到性能滿意的各種塑料制品。經(jīng)過對sPP與iPP的共混研究,發(fā)現(xiàn)摻混iPP后降低了sPP樹脂的間規(guī)度,使分子質(zhì)量分布變寬,從而縮短了樹脂的固化時間和膜塑的循環(huán)時間。sPP/iPP共混物的物性和加工性能見表3。表3:sPP和iPP共混后的物理性質(zhì)和加工性sPP的加工與性能sPP可單獨加工,也可與iPP等其他聚烯烴共混后加工。加工過程一般包括加熱、熔融、熱塑、淬火及退火等步驟,其中,對熔融態(tài)下的制品進(jìn)行淬火是很重要的一步。將制品與冷卻劑或空氣直接接觸,使其以大于150℃/min的速率迅速冷卻,這樣,制品只存在單一熔點,透明性好,否則將會有雙熔點或多熔點出現(xiàn),透明性也將變差。但是,淬火后,制品的硬度較差,為了提高硬度,則需要對淬火后的制品退火,即再升溫到一定溫度(低于熔點)后,維持一段時間,這樣,硬度可顯著提高,但對其透明性影響不大。sPP加工前需要加入一定量的成核劑、抗氧劑等掭加劑。至于加工方法,則投有特別限制,吹塑可以得到透明性優(yōu)異.韌性和硬度好的sPP制品。光/生物雙降解薄膜的降解性能光敏劑對薄膜光降解過程中分子量的影響光敏劑含量對薄膜分子量隨光照時間變化的影響見圖1。結(jié)果表明,經(jīng)過紫外光照射后,薄膜分子量均發(fā)生了不同程度的降低,含光敏劑硬脂酸鐵的薄膜分子量的降低程度明顯高于無光敏劑的。當(dāng)光敏劑含量由0.1%增加到0.3%時,降解速率增加;繼續(xù)加大光敏劑含量,降解速率反而減小。當(dāng)光敏劑含量為0.3%時,經(jīng)80h光照后,薄膜的黏均分子量已從6萬降低到500伊左右,100h后薄膜已經(jīng)徹底粉化。當(dāng)紫外光氧化LDPE膜的數(shù)均分子量(Mn)下降至4000一6000(Mη>Mn

)時,即進(jìn)入微生物可以分解的脆化期。實驗中也發(fā)現(xiàn),光降解后的樣品膜確已發(fā)生脆化,這說明淀粉/聚乙烯膜在環(huán)境中發(fā)生光降解后能夠逐漸碎裂成小碎片,從而更容易進(jìn)入生物分解期。對于在塑料中加入光敏劑硬脂酸鐵來促進(jìn)降解的機(jī)理可以認(rèn)為:Fe的3d軌道電子容易產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。光敏劑吸收紫外光后自身被敏化,生成自由基,對于Fe(st),,其電子轉(zhuǎn)移結(jié)果是在羥酸基因上生成羧酸自由基,并進(jìn)一步脫羧,形成烷基自由基。烷基自由基可引發(fā)塑料高分子鏈生成大分子自由基,并在熱氧作用下形成大分子氫過氧化物,繼而在光或熱作用下,主鏈發(fā)生斷裂,形成大分子醛,或轉(zhuǎn)化為高分子酮,含有羧基的塑料在光氧和熱氧的協(xié)同作用下,可以發(fā)生NoHishI和NorrishⅡ型反應(yīng),引發(fā)并促進(jìn)高分子鏈進(jìn)一步光降解,使鏈段分子量降低。此外,實驗還發(fā)現(xiàn),用四氫萘溶劑對樣品進(jìn)行溶解時,除淀粉外還有少量的其他不溶物,這說明有交聯(lián)產(chǎn)物的生成;且光敏劑硬脂酸鐵含量越多,不溶物越少。盡管硬脂酸鐵含量為0.5%和O.7%時,可降解塑料膜片的分子量下降速率較0.3%時緩慢,但這兩組樣品中的不溶物卻較少;這說明光敏劑硬脂酸鐵除了具有促進(jìn)聚合物降解的功能外,還具有抑制聚合物光交聯(lián)的功能。光敏劑對薄膜光降解期間的影響光氧化評定方法中用斷裂伸長率的下降程度來表示誘導(dǎo)期和脆化期,當(dāng)斷裂伸長率保留值達(dá)初始值的80%時的暴露時間為誘導(dǎo)期;20%時的暴露時間為脆化期。根據(jù)上述定義,得出結(jié)果見表1。由表1可知,隨著光敏劑硬脂酸鐵加入量的增加,可降解塑料膜片的誘導(dǎo)期和脆化期均有較大幅度的減小。表明硬脂酸鐵的加入,對于塑料的降解期間的長短有較大的影響。同時也說明,可以通過控制光敏劑的加入量,來調(diào)整塑料降解期間的長短,從而獲得期望的,或者說是可控的降解塑料??寡鮿┖繉Ρ∧す饨到馄陂g的影響光敏劑硬脂酸鐵的加入量固定為0.3%,添加不同含量的抗氧劑1076,考察抗氧劑含量對薄膜光降解期間的影響,結(jié)果見表2。由表2可知,隨著抗氧劑1076含量的增加,薄膜的誘導(dǎo)期也逐漸延長,即延長了薄膜的使用期間,這說明抗氧劑的加入對防止薄膜過早發(fā)生氧化降解確實起到了一定的作用。另一方面也延長了薄膜的脆化期,脆化期與誘導(dǎo)期有緊密的聯(lián)系,一般說來,誘導(dǎo)期越長,脆化時間亦越長,但抗氧劑1076的加入并不完全符合這一規(guī)律。在抗氧劑含量較低(如0.1%)時,抗氧劑的加入對薄膜的誘導(dǎo)期的影響不明顯,但卻延長了薄膜的脆化期,由于脆化期包括誘導(dǎo)期和脆變期兩個部分(脆化期=誘導(dǎo)期+脆變期),即延長了薄膜的脆變期,其原因可能是由于抗氧劑的加入可明顯降低光敏劑的活性,當(dāng)抗氧劑消耗掉后,光敏劑的活性需逐漸恢復(fù),從而延長了脆變期,也就延長了脆化期。在抗氧劑為較高含量(0.3%,0.5%)時,抗氧劑的加入使薄膜的誘導(dǎo)期明顯延長,脆化期與較低抗氧劑含量(0.1%)時相比,變化較小,這說明薄膜的誘導(dǎo)期與抗氧劑的濃度有較大關(guān)系,而抗氧劑的濃度對薄膜的脆化期則影響較小。這一結(jié)論,為制備符合人們所需要的時控光降解薄膜提供了一定的依據(jù)。光降解體系中光敏劑含量對薄膜光降解期間的影響抗氧劑1076的加入量固定為0.3%,添加不同含量的光敏劑硬脂酸鐵,考查光敏劑含量對薄膜光降解期間的影響,結(jié)果見表3。結(jié)果表明,當(dāng)抗氧劑含量一定時,隨著光敏劑含量的增加,膜片的誘導(dǎo)期不斷下降,而脆化期變化不大。說明抗氧劑的存在只對薄膜的誘導(dǎo)期有影響,并且隨著光敏劑含量的增加,在光照條件下,抗氧劑阻礙膜片降解的作用越來越弱,從而使其誘導(dǎo)期不斷下降。如當(dāng)抗氧劑含量同為0.3%時,光敏劑的含量分別為0.1%,0.3%和0.5%時,薄膜的誘導(dǎo)期分別為48h,38h和22h,誘導(dǎo)期隨著光敏劑含量的增加依次遞減。脆化期變化不大的原因可能是因為光敏劑在有抗氧劑存在的條件下,活性受到很大影響,待抗氧劑消耗掉后,它的活性恢復(fù)得也較慢,因此,并不能出現(xiàn)添加光敏劑越多,脆化期越短的現(xiàn)象,即脆化期的長短并不與添加光敏劑的量有直接關(guān)系,從而出現(xiàn)了誘導(dǎo)期不斷變短,而脆化期卻變化不大的結(jié)果,即光敏劑對脆化期的影響不大。復(fù)合光降解劑體系對薄膜降解過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的影響聚乙烯在有氧光降解過程中,氫過氧化物是一個重要的中間產(chǎn)物,它受到紫外光輻照時能使高分子鏈斷裂,并產(chǎn)生羰基峰。(1713cm-1),所以羰基峰是光降解過程中的主要產(chǎn)物。圖2是不同光降解體系的薄膜經(jīng)光照后的紅外譜圖??梢钥闯觯缓泄饷魟┎⒔?jīng)光照30h后試樣的紅外譜圖中出現(xiàn)了較大的羰基峰(1713cm-1),說明薄膜發(fā)生了較強(qiáng)的光降解。而含有抗氧劑并經(jīng)光照30h后試樣的紅外譜圖與純聚乙烯的紅外譜圖相似,基本沒有羰基峰的出現(xiàn),說明抗氧劑的加入延緩了薄膜的光降解性能,從而使聚乙烯在使用期間內(nèi)保持穩(wěn)定。因此,在可光降解聚乙烯薄膜中加入適量的抗氧劑是十分必要的。不同薄膜的生物降解性能薄膜表面接種上微生物后,置于28℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)14天后,其表面的微生物生長豐度列于表4。由表4可以看出,無論是單一菌種(黑曲霉),還是復(fù)合細(xì)菌(土壤雜菌),微生物在4種不同薄膜表面的生長豐度均隨著光照時間的延長而增加,這是因為隨著光照時間的延長,薄膜的光降解作用逐漸增強(qiáng),薄膜的分子量逐漸下降,這就有利于微生物的消化利用,因此,薄膜表面的微生物生長豐度不斷增加。4種薄膜中,最易被微生物腐蝕的為生物降解薄膜和光/生物雙降解薄膜兩種薄膜,這是由于這兩種薄膜本身便含有可被微生物作為碳源利用的淀粉,因此,未經(jīng)紫外光照的薄膜表面也有微生物生長。而混合樹脂和光降解薄膜不易被微生物腐蝕,這是由于這兩種薄膜本身沒有微生物易于利用的碳源,微生物的生長受到抑制。但經(jīng)過紫外光照后,由于PE由高分子量逐漸變?yōu)榈头肿恿?,微生物利用的難度也逐漸降低,因此,生長豐度不斷增加。特別是光降解薄膜,由于光敏劑在光照后期對PE的加速降解作用,使薄膜分子量的下降幅度更大,微生物的生長豐度達(dá)到2級以上。吹塑工藝對雙峰HDPE薄膜落鏢沖擊性能的影響由于高密度聚乙烯(HDPE)樹脂的韌性、強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能均很好,被廣泛用于生產(chǎn)薄膜、管材、中空容器、電纜料、片材等。薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量是表征樹脂韌性的一項重要指標(biāo),也是HDPE薄膜的一項重要力學(xué)性能。隨著薄膜用HDPE密度的增加和熔體流動速率(MFR)的降低,其相對分子質(zhì)量分布變窄,用其所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量隨之增大,反之則下降。HDPE的性能與其結(jié)晶相和非晶相的相對含量有很大關(guān)系,在非晶相狀態(tài)下所制薄膜具有較高的落鏢沖擊破損質(zhì)量。相對分子質(zhì)量分布曲線呈雙峰(簡稱雙峰)的HDPE樹脂中,高相對分子質(zhì)量部分可以保證薄膜的機(jī)械強(qiáng)度,低相對分子質(zhì)量部分起潤滑作用,可以改善其加工性能。而傳統(tǒng)的薄膜專用HDPE樹脂的相對分子質(zhì)量分布曲線呈單峰,因此,雙峰HDPE樹脂具有更好的加工性能。因雙峰HDPE所具有的特殊性能,用其吹塑薄膜時無法采用普通的工藝條件,所以,需要在不斷摸索實驗中尋找合適的吹塑薄膜的工藝條件,從而真實反映出樹脂的抗沖擊性能。本工作所用國產(chǎn)雙峰HDPEMH602是在國內(nèi)首家引進(jìn)的北歐化工公司聚乙烯裝置上生產(chǎn)的薄膜專用樹脂。研究了采用HDPEMH602吹塑薄膜時,熔體溫度、吹脹比、冷卻線高度、環(huán)境溫度等對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響程度及影響規(guī)律。熔體溫度對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響如果熔體溫度偏低,樹脂的塑化、均勻混合效果不佳,薄膜表面平整性變差,模頭間隙處會出現(xiàn)熔體斷裂(鯊魚皮)的現(xiàn)象;熔體溫度太高,膜泡穩(wěn)定性變差,制成的薄膜厚度不均勻,甚至導(dǎo)致樹脂分子降解,嚴(yán)重影響薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量。固定冷卻線高度為1800mm,吹脹比為4.0∶1.0,從表1看出:熔體溫度為220℃時,用這兩個試樣所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量均最大。表1:熔體溫度對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響吹脹比對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響吹脹比是膜管直徑與口膜直徑之比,其大小直接影響薄膜的強(qiáng)度等性能。增加吹脹比意味著樹脂的分子鏈在橫向的取向加強(qiáng),在一定程度上降低了縱向的取向,從而增加了薄膜橫向的拉伸強(qiáng)度,降低了橫向的斷裂拉伸應(yīng)變。冷卻線高度也同時增加時,一致的取向?qū)⒏淖儽∧ぢ溏S沖擊破損質(zhì)量,縱向和橫向的耐撕裂性能趨向一致。當(dāng)然,吹脹比太大會迅速降低橫向的斷裂拉伸應(yīng)變,導(dǎo)致薄膜厚度的波動增大,膜泡的穩(wěn)定性變差,易使薄膜產(chǎn)生皺褶,降低薄膜的外觀質(zhì)量和力學(xué)性能。根據(jù)Q/SH3045003.2—2011中薄膜折徑和厚度要求,采用試樣1在220℃,冷卻線高度1800mm的條件下,吹脹比分別為3.0∶1.0,4.0∶1.0,4.5∶1.0時,所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量分別為374,398,360g。由此看出:用HDPEMH602吹塑薄膜時,吹脹比取4.0∶1.0更合適。冷卻線高度對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響在溫度為220℃,吹脹比為4.0∶1.0的條件下,從表2可以看出:在冷卻線高度為1800mm時,用試樣1所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量最佳在冷卻線高度為1200mm時,用試樣2所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量最大。這是因為采用進(jìn)口催化劑生產(chǎn)的MH602的膨脹系數(shù)好于采用國產(chǎn)催化劑生產(chǎn)的MH602。表2:冷卻線高度對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響環(huán)境溫度對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響環(huán)境溫度的高低直接影響薄膜在成型時高分子鏈在橫向和縱向的取向,合適的環(huán)境溫度對雙峰HDPE薄膜的制備至關(guān)重要。熔體溫度為220℃,吹脹比為4.0∶1.0時,從表3看出:環(huán)境溫度為20~25℃,用這兩個試樣所制薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量均最大,且相差不大。環(huán)境溫度大于25℃或小于20℃時,薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量均呈下降趨勢。因此,用雙峰HDPEMH602吹塑薄膜的最佳環(huán)境溫度為20~25℃。表3環(huán)境溫度與薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的關(guān)系降解薄膜的一些東西光敏劑對薄膜光降解過程中分子量的影響光敏劑含量對薄膜分子量隨光照時間變化的影響見圖結(jié)果表明,經(jīng)過紫外光照射后,薄膜分子量均發(fā)生了不同程度的降低,含光敏劑硬脂酸鐵的薄膜分子量的降低程度明顯高于無光敏劑的。當(dāng)光敏劑含量由0.1%增加到0.3%時,降解速率增加;繼續(xù)加大光敏劑含量,降解速率反而減小。當(dāng)光敏劑含量為0.3%時,經(jīng)80h光照后,薄膜的黏均分子量已從6萬降低到5000左右,100h后薄膜已經(jīng)徹底粉化。根據(jù)文獻(xiàn)報道,當(dāng)紫外光氧化LDPE膜的數(shù)均分子量(Mn)下降至4000一6000(Mη>Mn)時,即進(jìn)入微生物可以分解的脆化期。實驗中也發(fā)現(xiàn),光降解后的樣品膜確已發(fā)生脆化,這說明淀粉/聚乙烯膜在環(huán)境中發(fā)生光降解后能夠逐漸碎裂成小碎片,從而更容易進(jìn)入生物分解期。對于在塑料中加入光敏劑硬脂酸鐵來促進(jìn)降解的機(jī)理可以認(rèn)為:Fe的3d軌道電子容易產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。光敏劑吸收紫外光后自身被敏化,生成自由基,對于Fe(st)3,其電子轉(zhuǎn)移結(jié)果是在羥酸基因上生成羧酸自由基,并進(jìn)一步脫羧,形成烷基自由基。烷基自由基可引發(fā)塑料高分子鏈生成大分子自由基,并在熱氧作用下形成大分子氫過氧化物,繼而在光或熱作用下,主鏈發(fā)生斷裂,形成大分子醛,或轉(zhuǎn)化為高分子酮,含有羧基的塑料在光氧和熱氧的協(xié)同作用下,可以發(fā)生NoHishI和NorrishⅡ型反應(yīng),引發(fā)并促進(jìn)高分子鏈進(jìn)一步光降解,使鏈段分子量降低一。此外,實驗還發(fā)現(xiàn),用四氫萘溶劑對樣品進(jìn)行溶解時,除淀粉外還有少量的其他不溶物,這說明有交聯(lián)產(chǎn)物的生成;且光敏劑硬脂酸鐵含量越多,不溶物越少。盡管硬脂酸鐵含量為0.5%和0.7%時,可降解塑料膜片的分子量下降速率較0.3%時緩慢,但這兩組樣品中的不溶物卻較少;這說明光敏劑硬脂酸鐵除了具有促進(jìn)聚合物降解的功能外,還具有抑制聚合物光交聯(lián)的功能。光敏劑對薄膜光降解期間的影響光氧化評定方法中用斷裂伸長率的下降程度來表示誘導(dǎo)期和脆化期,當(dāng)斷裂伸長率保留值達(dá)初始值的80%時的暴露時間為誘導(dǎo)期;20%時的暴露時間為脆化期。根據(jù)上述定義,得出結(jié)果見表由表l可知,隨著光敏劑硬脂酸鐵加入量的增加,可降解塑料膜片的誘導(dǎo)期和脆化期均有較大幅度的減小。表明硬脂酸鐵的加入,對于塑料的降解期間的長短有較大的影響。同時也說明,可以通過控制光敏劑的加入量,來調(diào)整塑料降解期間的長短,從而獲得期望的,或者說是可控的降解塑料??寡鮿┖繉Ρ∧す饨到馄陂g的影響光敏劑硬脂酸鐵的加入量固定為0.3%,添加不同含量的抗氧劑1076,考察抗氧劑含量對薄膜光降解期間的影響,結(jié)果見表2。由表2可知,隨著抗氧劑1076含量的增加,薄膜的誘導(dǎo)期也逐漸延長,即延長了薄膜的使用期間,這說明抗氧劑的加入對防止薄膜過早發(fā)生氧化降解確實起到了一定的作用。另一方面也延長了薄膜的脆化期,脆化期與誘導(dǎo)期有緊密的聯(lián)系,一般說來,誘導(dǎo)期越長,脆化時間亦越長,但抗氧劑1076的加入并不完全符合這一規(guī)律。在抗氧劑含量較低(如0.1%)時,抗氧劑的加入對薄膜的誘導(dǎo)期的影響不明顯,但卻延長了薄膜的脆化期,由于脆化期包括誘導(dǎo)期和脆變期兩個部分(脆化期=誘導(dǎo)期+脆變期),即延長了薄膜的脆變期,其原因可能是由于抗氧劑的加入可明顯降低光敏劑的活性,當(dāng)抗氧劑消耗掉后,光敏劑的活性需逐漸恢復(fù),從而延長了脆變期,也就延長了脆化期。在抗氧劑為較高含量(0.3%,0.5%)時,抗氧劑的加入使薄膜的誘導(dǎo)期明顯延長,脆化期與較低抗氧劑含量(0.1%)時相比,變化較小,這說明薄膜的誘導(dǎo)期與抗氧劑的濃度有較大關(guān)系,而抗氧劑的濃度對薄膜的脆化期則影響較小。這一結(jié)論,為制備符合人們所需要的時控光降解薄膜提供了一定的依據(jù)。光降解體系中光敏劑含量對薄膜光降解期間的影響抗氧劑1076的加入量固定為0.3%,添加不同含量的光敏劑硬脂酸鐵,考查光敏劑含量對薄膜光降解期間的影響,結(jié)果見表3。結(jié)果表明,當(dāng)抗氧劑含量一定時,隨著光敏劑含量的增加,膜片的誘導(dǎo)期不斷下降,而脆化期變化不大。說明抗氧劑的存在只對薄膜的誘導(dǎo)期有影響,并且隨著光敏劑含量的增加,在光照條件下,抗氧劑阻礙膜片降解的作用越來越弱,從而使其誘導(dǎo)期不斷下降。如當(dāng)抗氧劑含量同為0.3%時,光敏劑的含量分別為0.1%,0.3%和0.5%時,薄膜的誘導(dǎo)期分別為48h,38h和22h,誘導(dǎo)期隨著光敏劑含量的增加依次遞減。脆化期變化不大的原因可能是因為光敏劑在有抗氧劑存在的條件下,活性受到很大影響,待抗氧劑消耗掉后,它的活性恢復(fù)得也較慢,因此,并不能出現(xiàn)添加光敏劑越多,脆化期越短的現(xiàn)象,即脆化期的長短并不與添加光敏劑的量有直接關(guān)系,從而出現(xiàn)了誘導(dǎo)期不斷變短,而脆化期卻變化不大的結(jié)果,即光敏劑對脆化期的影響不大。填充料的影響填充料對母料溶體流動速率的影響從碳酸鈣、載體樹脂及PE蠟分別探討了各組分的添加量對母料的熔體流動速率的影響。結(jié)果見圖1~圖3。圖1:碳酸鈣用量對母料熔體流動速率的影響圖2:不同的載體樹脂對母料熔體流動速率的影響圖3:PE蠟用量對母料熔體流動速率的影響由圖1可知,母料隨碳酸鈣用量(50一110份)的增加,其熔體流動速率下降。一方面是由于無機(jī)礦物質(zhì)碳酸鈣粉體與載體樹脂界面性質(zhì)不同,相容性差,結(jié)合能力低,同時由于碳酸鈣作為小分子,填充到載體樹脂的大分子鏈中,增加了分子間的距離,分子熱運(yùn)動減弱,不利于流動。由圖2可知,牌號為1C7ALDPE的載體樹脂對應(yīng)母料的熔體流動速率最大。這是因為載體樹脂的MFR將影響到母料配方體系的整體黏度。進(jìn)而影響到母料的流動性能。較高熔體流動速率的載體樹脂會使母料的流動性增強(qiáng)。以LDPE為載體的母料流動性好于載體為UDPE母料,這是因為后者的熔體粘度高于前者。回收的聚乙烯用于載體樹脂除了價格的競爭優(yōu)勢外,由于重復(fù)的使用和熱加工導(dǎo)致分子量降低,流動性變好。由圖3可知,PE蠟作為一種分散劑(潤滑劑類)可以潤濕細(xì)粉狀助劑,避免在成型加工中重新凝聚,可促進(jìn)碳酸鈣和LDPE在制品中均勻分散,提高流動性。但隨著用量進(jìn)一步增加,潤濕后剩余的分散劑就會析出到表面,阻礙了流動。在前期實驗中曾探討了偶聯(lián)劑對母料流動性的影響,以鋁酸酯系偶聯(lián)劑的綜合效果較好。加之鋁酸醋類偶聯(lián)劑色淺,有較高的熱穩(wěn)定協(xié)調(diào)效應(yīng)和潤滑增塑的作用,適用范圍也較廣。填充母料對塑料薄膜拉伸性能的影響薄膜的拉伸性能主要影響因素是基體樹脂與填充母料的用量。因為母料是經(jīng)過表面活化處理的,有利于填料在擠出機(jī)中較短時間均勻分散.從而能夠更好的改善薄膜的力學(xué)性能。填充母料對塑料薄膜拉伸性能的影響見圖4、圖4:填充母料對塑料薄膜拉伸強(qiáng)度的影響圖5:充母料對塑料薄膜斷裂伸長率的影響由圖4、圖5可以看出,隨著填料的增多.薄膜的縱向橫向拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率均在母料加入量為10份時達(dá)到最好。這是因為母料表面進(jìn)行了活化處理,填料與基體樹脂的界面粘合得好,在拉伸應(yīng)力作用下填料顆粒與基體樹脂一起移動變形.承受外界負(fù)荷的有效截面積增加,填充體系的拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長率得以提高。要得到較高拉伸性能的薄膜。填充母料的加入以10份為最好。填充母料對塑料薄膜直角撕裂強(qiáng)度的影響填充母料對塑料薄膜直角撕裂強(qiáng)度的影響見圖6。圖6:填充母料對塑料薄膜直角撕裂強(qiáng)度的影響由圖7可以看出,未使用母料的塑料薄膜縱橫兩向撕裂強(qiáng)度明顯低于加入了母料的塑料薄膜撕裂強(qiáng)度。隨著母料加入份數(shù)的增加,薄膜的直角撕裂強(qiáng)度在母料加入量為10份時達(dá)到最大,之后出現(xiàn)下降。填充母料對塑料薄膜密度的影響填充母料對塑料薄膜密度的影響見圖7。由圖7可以看出.純樹脂生產(chǎn)的塑料薄膜密度為0.92g/cm。,而加入填充母料生產(chǎn)出的薄膜密度均有所增加.且隨著母料添加量的增加,薄膜的密度也變大。這是因為填充母料表面吸附作用使得附在填料表面的樹脂分子排列得較其本體更緊密,形成所謂“拘束層”。分子排列緊密程度隨樹脂遠(yuǎn)離填料表面而逐漸下降.直至與樹脂本體緊密程度一致。密度的增加有利于改善塑料薄膜的力學(xué)性能,在一定程度上提高了薄膜的使用性能,但也增加了塑料薄膜的使用成本。圖7:填充母料對塑料薄膜密度的影響填充母料對塑料薄膜成本的影響填充母料對塑料薄膜成本的影響見圖8。圖8:填充母料對塑料薄膜成本的影響吹塑薄膜中加入一定量的填充母料,除了改變塑料薄膜的力學(xué)性能和使用性能外,減少樹脂的消耗.降低成本也是一個重要原因。但考慮到薄膜的力學(xué)性能和使用性能,以加入10%的母料為最佳。幾種常見熱收縮膜收縮性能熱收縮薄膜的生產(chǎn)工藝與原理塑料包括無定型塑料和結(jié)晶型塑料。在生產(chǎn)薄膜的過程中,塑料受熱熔融,其大分子間的作用力減弱,大分子成無序排列,即使在薄膜冷卻后,只要其溫度低于軟化點時,大分子仍是無規(guī)則狀態(tài)。若將其再加熱至高聚物的高彈態(tài)溫度時,對薄膜進(jìn)行拉伸,大分子鏈就會沿外力作用方向(拉伸方向),進(jìn)行有規(guī)則的定向排列。這時,對薄膜進(jìn)行冷卻,分子鏈段的定向就被凍結(jié)起來。當(dāng)重新對薄膜進(jìn)行加熱時,由于分子鏈段的活動,高聚物有一種恢復(fù)其拉伸前尺寸的趨勢(記憶功能),被拉伸定向的薄膜產(chǎn)生應(yīng)力松弛,已定向的薄膜發(fā)生解取向,薄膜就沿原來拉伸方向,收縮恢復(fù)到初始尺寸。這就是薄膜的熱收縮性。熱收縮膜縱向收縮率分析依據(jù)溫度、時間變化情況測定膜縱向收縮長度,計算得膜縱向收縮率,見圖1。比較圖1a-c可知,本試驗中的幾種熱收縮膜的縱向熱收縮率均隨包裝作業(yè)時的加熱溫度提高或加熱時間增加而增大,其中,PE膜的縱向熱收縮率增加最大,收縮率可從45%到70%左右,這可以從以下兩方面來解釋:一是PE膜的結(jié)晶度高于其它3種薄膜,一般來說,薄膜的結(jié)晶度越高,其分子排列越緊密,密度越高,因而收縮率越大;另一方面的原因可能是PE膜的縱向拉伸程度也比較高,因而熱收縮率也比較大。比較圖1a-c還可知PE膜在150~180℃范圍熱穩(wěn)定性較好。PET膜在溫度為100~120℃時加熱10s時,熱收縮率也比較大,這可能也是由于其結(jié)晶度比較高引起的;但隨著溫度和加熱時間的進(jìn)一步增加,其熱收縮率變化不大,可能是由于PET熱收縮膜縱向拉伸程度比較低造成的。PVC和PVC的縱向熱收率相差不大,但由于PVC的結(jié)晶度略高于PVC,因而其縱向收縮率也稍微高些。圖1薄膜的縱向熱收縮率-溫度曲線薄膜材料橫向收縮率分析依據(jù)溫度、時間變化情況測定膜橫向收縮長度,計算得膜橫向收縮率,見圖2。比較圖2a,b和c可知,橫向熱收縮率依然對包裝作業(yè)時的加熱溫度和加熱時間有正依賴性,其隨溫度與時間的變化快慢趨勢與縱向收縮類似,但可能由于其橫向拉伸程度不一樣,因而收縮率并不相同。例如PE膜橫向熱收縮率在30%~40%左右,而PET的橫向熱收縮率可以達(dá)到70%以上,PVC橫向熱收縮率則在40%~45%。認(rèn)為造成以上橫向收縮率差異的主要原因是這幾種薄膜的橫向拉伸程度的不同。將圖1和圖2相比較,這幾種薄膜的橫向熱穩(wěn)定性溫度范圍與縱向熱穩(wěn)定范圍基本一致,例如PE膜的橫向熱穩(wěn)定性在150~180℃范圍良好;PET在120~200℃熱穩(wěn)定性好。圖2薄膜的橫向熱收縮率-溫度曲線綜合以上膜縱向和橫向收縮率,可將幾種熱收縮膜特性進(jìn)行對比,見表1。PE膜加熱時間較短,縱橫收縮率較均勻,成本較低,但是加熱的溫度范圍較窄;PET膜成本較高,橫向收縮率高,可能更適合橫向收縮的工藝設(shè)計;相對于前兩種材料,PVC膜成本適中,縱橫收縮率較均勻,但是加熱時間稍長。PVC略帶雜質(zhì),呈黑色,PVC透光率較好。在生產(chǎn)中,可以根據(jù)成本和不同的設(shè)計方案選擇不同的包裝材料,如:對于印刷圖文的熱收縮薄膜,要求有均衡的縱橫向熱收縮率;對于松軟的包裝物,過大的熱收縮率,會使物件變形;對于圓柱狀堅硬物體,要求較高的橫向熱收縮率,才能使薄膜緊貼物件。又因為熱收縮薄膜的實際熱收縮率往往由被包裝物件尺寸決定,因此在熱收縮薄膜的實際應(yīng)用中,并不一定要達(dá)到其最大熱收縮率,可以根據(jù)實際要求進(jìn)行調(diào)整。表1:幾種熱收縮膜的熱收縮性能在PETG熱收縮標(biāo)簽的生產(chǎn)流程中,每個工序都可能因膜本身的質(zhì)量問題影響生產(chǎn)效率和標(biāo)簽質(zhì)量,下面是常見的質(zhì)量問題及其解決方法。1、印刷質(zhì)量問題1)套印不準(zhǔn)造成套印不準(zhǔn)主要有三個原因:膜面平整度差、有蕩邊現(xiàn)象、摩擦系數(shù)太大或太小。前兩個原因與膜的厚度有關(guān),如果膜的厚度均勻性差,收卷時有暴筋現(xiàn)象,會導(dǎo)致膜面變形、平整度差。也可能造成膜卷兩端松緊不一,印刷時出現(xiàn)蕩邊現(xiàn)象。提高膜的厚度均勻性可解決這個問題。另外,如果PTEG膜在分切收卷時壓輥不平,膜卷兩端壓力不一致,也會造成兩端松緊不一。因此,收卷時要注意壓輥的水平。摩擦系數(shù)太大或太小都可能造成張力不穩(wěn)定,導(dǎo)致套印不準(zhǔn)。摩擦系數(shù)應(yīng)控制在0.2—0.4之間。2)淺網(wǎng)印刷丟點PETG熱收縮膜標(biāo)簽的印刷主要采用凹版印刷,使用溶劑型油墨。為豐富圖案的層次、增強(qiáng)圖案的立體感,通常部分圖案會使用淺網(wǎng)印刷。印版滾筒上淺網(wǎng)部分的網(wǎng)穴很淺,深度一般在6—20μm之間。如果基膜表層爽滑劑含量太高或顆粒太大,就會使淺網(wǎng)部分油墨在基膜上的附著力不足,出現(xiàn)淺網(wǎng)丟點。試驗表明,對同一原料的PETG膜,降低爽滑劑含量或減小顆粒直徑,例如,爽滑劑含量從1.5%調(diào)整為1.0%,或由普通爽滑劑改為納米級爽滑劑,淺網(wǎng)丟點明顯減少。2、合掌不牢PETG熱收縮膜采用1,3一二氧五環(huán)或l,4一二氧六環(huán)作為合掌膠水,通常PETG是非晶性材料,1,3一二氧五環(huán)或1,4一二氧六環(huán)很容易使其溶解而粘合。但不同牌號的PETG可能由于改性的二元醇種類或含量不同,某些PETG材料具有一定的結(jié)晶能力,當(dāng)TDO拉伸和定型溫度太高時就會出現(xiàn)結(jié)晶,分子排列緊密,導(dǎo)致合掌時溶劑難以滲透,無法粘合。因此,對這種材料要注意控制合適的TDO溫度,減小其結(jié)晶度。3、合掌收卷時滑卷膜的非印刷面摩擦系數(shù)太小(小于0.20),會導(dǎo)致膜面太滑而出現(xiàn)滑卷,無法正常收卷。通過減小爽滑劑含量可以提高摩擦系數(shù),正常摩擦系數(shù)應(yīng)控制在0.20—0.40之間。4、斷膜在印刷、合掌、套標(biāo)過程都可能出現(xiàn)斷膜,造成斷膜的原因較多,膜卷撞傷、壓傷,粘膜,邊部有缺口或毛邊,膜的脆性大等都會造成斷膜。因此,在膜卷運(yùn)輸、裝卸過程要小心輕放,避免撞傷、壓傷。要控制合適的收卷張力和摩擦系數(shù),防止出現(xiàn)粘膜。保持分切刀片的鋒利,不能有缺口或毛邊。對于膜的脆性大,主要有兩個原因:結(jié)晶和水降解。由于PETG分子鏈中含有酯基,有吸濕性,在受熱情況下,即使有微量的水分存在,也極易發(fā)生水降解,使分子量下降,脆性增大。所以在熔融擠出之前,要對PETG原料進(jìn)行干燥,水分要控制在500ppm以下。5、收縮變形造成收縮變形主要有兩個原因:PETG膜不同位置的收縮率不均勻、溫度一收縮率曲線較陡。影響收縮率均勻性有TDO溫度、拉伸速度和各個位置的拉伸倍率等因素,首先必須保證TDO每個區(qū)里各個點的溫度一致,再通過調(diào)整TDO溫度、鑄片厚度和拉伸速度,使薄膜每個位置的拉伸倍率一致,就能保證收縮率的均勻性。溫度一收縮率曲線較陡,不同溫度的收縮率相差較大,套在瓶子的標(biāo)簽在通過烘道加熱時溫??拐尺B劑抗粘連劑是用來防止在收卷機(jī)上的薄膜相互粘連的。由于溫度和時間的影響,當(dāng)兩張薄膜壓在一起時,則會出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。出現(xiàn)粘連現(xiàn)象一般有如下兩個原因:小的聚合物分子析出到薄膜表面與另一層薄膜粘在一起。如果薄膜表面太光滑,在兩個薄膜表面會產(chǎn)生很大的粘附力而產(chǎn)生發(fā)粘。為此,通過人為添加抗粘連劑來增加薄膜表面的粗糙度,因此抗粘劑的作用是用來控制兩層薄膜之間的距離的??拐尺B劑的效果通常是通過粘接強(qiáng)度來表示的,大多數(shù)公司都有自己的測試方法,不過,抗粘連測試在ASTM標(biāo)準(zhǔn)D1893和D3354中也有描述。由于抗粘連劑是用硅酸制成的(即用二氧化硅制成的),硅酸有如下特點:――它是無定型的(即非晶的),所以它不會讓人得矽肺病。――由于它的純度高,并且和PP有幾乎相同的折射率,這對于透明薄膜來說是特別重要的。――由于它是柔軟的,所以它不會對擠出機(jī)的螺桿造成磨損。――由于其緊湊的鏈段結(jié)構(gòu)排列,所以它可以在薄膜中分散較均勻。同時與天然的二氧化硅相比,用在薄膜里抗粘連劑的濃度可以大大減少。用在BOPP領(lǐng)域的二氧化硅的顆粒大小通常在2-4μm之間。有效的抗粘連劑的用量根據(jù)不同的薄膜厚度而定,一般在200-1000PPM(即0.02-0.1%)之間,薄膜越薄,所需的抗粘連劑就越多。由于抗粘連劑是一種無機(jī)產(chǎn)品,所以抗粘連劑是不會遷移的,薄膜生產(chǎn)出來后就可發(fā)生功效。加了抗粘連劑后薄膜的性能有如下變化:性能類型數(shù)值特性霧度+—光澤度[11]

——熱封強(qiáng)度//印刷性能++半衰期—+表面電阻—+粘結(jié)強(qiáng)度—+說明:+表示增加/有改善

—表示降低/變差從上表可以看出,加入抗粘連劑后,不僅粘結(jié)力減少,而且薄膜的很多性能也得到了改善。然而,由于薄膜光學(xué)性能的下降,使得對抗粘連劑的加入也要有所限制。注意:由于抗粘連劑是高吸濕性的,所以必須注意使用防水蒸汽包裝,并存放在干燥的區(qū)域。在使用抗粘連劑之前,必須通過測定其重量的增加來檢測抗粘連劑的含水量。如果含水量太高,則會在薄膜上形成斑點和氣泡。

吹膜中常見問題分析解決1薄膜的透明度一、原料a、不同的PE樹脂,其薄膜的透明度不一,M-PE的透明度高于LDPE,LDPE的透明度高于LLDPE。b、分子量低的PE透明度比分子量高的好c、原料中的各種助劑,如潤滑劑、開口劑、抗氧化劑均影響透明度。d、樹脂粒子中含有大量水分,應(yīng)充分干燥粒子二、加工工藝a、熔體溫度偏低,塑化不完全,透明性較差。b、擠出速度、牽引速度與溫度等匹配不適當(dāng),使薄膜表面有微小的不平滑,造成光線散射。c、吹脹比太小,冷卻不夠,均影響透明度。d、冷卻速度不夠快,晶球較大、結(jié)晶區(qū)大,透明度差。2晶點晶點是由于吹塑的薄膜中有未塑化的高聚物顆粒造成,晶點的分子量遠(yuǎn)高于周圍的PE的分子量。①原料樹脂在生產(chǎn)過程中控制不嚴(yán),造成一部分樹脂分子量過高,生產(chǎn)中無法塑化造成。②原料樹脂中殘留催化劑較多,在吹膜機(jī)料筒螺桿的高溫下,催化劑繼續(xù)發(fā)生作用,形成高聚合度分子,因此,原料選擇很重要。③一定時間后,加大螺桿速度,提高熔體擠出壓力,帶走析出物。④定期清潔???開口性差①原料開口劑不足。開口劑一般為無機(jī)物,在塑膜表面形成凸點,避免了兩層膜粘緊。②原料滑爽劑不足。如油酸酰胺等,受熱后析出到膜面,起滑爽作用。③生產(chǎn)時加工溫度太高,冷卻不足,應(yīng)降低加工溫度,增加風(fēng)量。④牽引速度過快。應(yīng)降速。4薄膜松弛①薄膜厚薄不均勻,引起收卷局部松緊。②膜泡冷卻風(fēng)環(huán)冷卻不當(dāng),冷卻不均勻。③膜泡進(jìn)入夾棍前局部被冷卻。④??谂c牽引輥中心不一致。⑤切刀切邊時,切刀鋒刃不一致,角度不一致。⑥收卷時壓輥壓力不一致。⑦穩(wěn)定板夾縫不均勻。5橫向厚度不均勻①模口間隙不均勻,應(yīng)按要求仔細(xì)調(diào)節(jié)。②機(jī)頭四周加熱不均勻,檢查風(fēng)環(huán)是否堵塞,開度是否合理。③機(jī)頭四周加熱不均勻,應(yīng)檢查加熱器。④吹脹比過大,調(diào)換模頭或換規(guī)格。⑤過濾網(wǎng)破損,按時更換。⑥風(fēng)環(huán)進(jìn)風(fēng)軟管破損或扭曲,有溫度差或長短過于懸殊,應(yīng)加以調(diào)整更換。⑦穩(wěn)泡器位置偏向心或開角不均,應(yīng)加以調(diào)節(jié)。⑧夾棍的壓力不均勻,水平不平齊,應(yīng)加以檢查。⑨模腔中有雜物,從而引起物流紊亂,出料不均,應(yīng)當(dāng)定期清洗口模。⑩熔體壓力或溫度過高或波動太大,這樣造成擠出熔流不穩(wěn),影響厚度不均,可調(diào)解溫度,擠出速度改善。6縱向厚度不均勻①擠出機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速波動,如皮帶松弛等,應(yīng)加以維護(hù)。②牽引轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)不均勻,維護(hù)牽引裝置。③樹脂溫度不穩(wěn)定,檢查加熱器。④冷凍線高度不當(dāng)或變動,冷凍線位置調(diào)節(jié)后應(yīng)固定。7薄膜有皺褶皺紋的形態(tài)多樣,有舒展不開的皺紋,也有可以舒展開的皺紋,有縱皺、橫皺等。①設(shè)備因素。a、機(jī)頭安裝不平,要進(jìn)行校正。b、人字架或牽引輥與機(jī)頭中心未對準(zhǔn),要對準(zhǔn)校正。c、夾棍不水平,變形或松緊不一,要校正。d、各輥平行不良。應(yīng)調(diào)整。②工藝因素a、氣泡變形,氣泡蛇形,氣泡波動,要穩(wěn)定炮管。b、人字架開角過大,開角與泡管直徑不相適應(yīng),要調(diào)整夾角。c、冷卻不當(dāng),應(yīng)檢查風(fēng)環(huán)。d、??诳p隙不均勻,調(diào)整厚薄均勻度。e、卷取張力不恒定,根據(jù)不同卷繞方式加以調(diào)整。f、降低熔體溫度,可以有效降低熔體流動性,在模頭擠出時比較結(jié)實,不因冷卻風(fēng)波動使膜泡歪斜而造成薄膜冷卻不均。8薄膜表面毛糙薄膜表面不平滑,猶如毛玻璃狀,有事產(chǎn)生細(xì)波紋狀,凹凸不平。①模頭設(shè)計不合理,定型段太長。②模頭間隙太小,擠出時熔體破裂,應(yīng)選用與原料相適應(yīng)的模頭。③??跍囟忍停{(diào)高溫度。④擠出機(jī)混煉不足。檢查溫度、濾網(wǎng)等。⑤??趦?nèi)有碳化樹脂等,使出料紊亂,應(yīng)清理模頭。9泡管傾斜①薄膜的兩邊厚度差異大,泡管向厚的一邊傾斜把厚度調(diào)整均勻。②夾棍兩端壓力差大,膜泡向壓力大的一邊傾斜,應(yīng)調(diào)整壓力。③冷卻空氣量差異大,調(diào)整風(fēng)環(huán)進(jìn)風(fēng)、出風(fēng),清理干凈。④夾緊橡膠輥的左右公差要磨平。10膜泡蛇形①穩(wěn)泡器位置不當(dāng),人字架開角不當(dāng)。應(yīng)調(diào)整到合適位置。②冷卻風(fēng)環(huán)風(fēng)量不均,人字架開角不當(dāng)。應(yīng)調(diào)整到合適位置。③吹脹比太大,相應(yīng)的牽引比太小。生產(chǎn)的薄膜規(guī)格應(yīng)與設(shè)備匹配。④冷凍線位置不當(dāng),應(yīng)加以調(diào)整。⑤模唇間隙調(diào)解不當(dāng),出料不均勻,需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。11電暈處理不良①處理效果不好時,檢查功率設(shè)定,檢查電極是否污染。②部分漏處理,檢查放電極是否變形。③處理不均勻時,處理輥和電極平行度不良。12卷繞時跑卷(1)收卷輥張力過小,膜卷太松(2)卷繞張力不穩(wěn)定。(3)各導(dǎo)向輥的軸線不平行。(4)薄膜橫向厚度不均勻。13薄膜表面發(fā)花(1)機(jī)身或模口溫度過低(2)螺桿轉(zhuǎn)速太快。(3)螺桿溫度過高或過低(4)配方不合理(鉛鹽穩(wěn)定劑過多或耐寒塑劑過多)14薄膜縱向拉伸強(qiáng)度差(1)熔融樹脂的溫度太高,會使薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度下降;(2)牽引速度較慢,薄膜縱向的定向作用不夠,從而使縱向的拉伸強(qiáng)度變差;(3)吹脹比太大,同牽引比不匹配,使薄膜橫向的定向作用和拉伸強(qiáng)度提高,而縱向的拉伸強(qiáng)度就會變差;(4)膜的冷卻速度太快。15薄膜橫向拉伸強(qiáng)度差(1)牽引速度太快,同吹脹比相差太大,使縱向產(chǎn)生纖維化,橫向強(qiáng)度就變差;(2)冷卻風(fēng)環(huán)的冷卻速度太慢。16薄膜有異味(1)樹脂原料本身有異味;(2)熔融樹脂的擠出溫度太高,造成樹脂分解,從而產(chǎn)生異味;(3)膜泡冷卻不足,膜泡內(nèi)的熱空氣沒有排除干凈。爽滑劑使用爽滑劑的目的主要是想獲得一個具有低摩擦系數(shù)的光滑的薄膜表面。另外,爽滑劑也是一種很有效的加工助劑,即擠出機(jī)的擠出量可以得到改善,而擠出機(jī)的輸入功率卻減少。摩擦系數(shù)可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DINENISO8295或者標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1894來進(jìn)行測試。對于平膜,根據(jù)薄膜的用途不同,所添加的爽滑劑的濃度Ceff大約為250-750ppm。對于共擠膜,在均聚PP中爽滑劑的添加量大約為1000-2000ppm,在共聚PP中添加量約為1000ppm。遷移:因為爽滑劑只在薄膜的表面起作用,所以必須給添加劑一定的遷移時間來使得爽滑劑充分發(fā)揮其功效。因此薄膜在使用前有必要儲存1-2周。同時在儲存后要對以下項目進(jìn)行重復(fù)測試:摩擦系數(shù)光學(xué)性能熱封性能因為這些性能可能會隨著添加劑的表面遷移而發(fā)生很大的改變。性能:加入爽滑劑后,薄膜的性能發(fā)生了如下變化:性能項目數(shù)值性能拉伸強(qiáng)度__伸長率+_霧度+_光澤度__解釋:+

表示增加/有改善

_表示減少/變差從上表可以看出,添加爽滑劑除了改善摩擦系數(shù)外,絕大部分的性能是變差的。為此在添加爽滑劑時應(yīng)謹(jǐn)慎行事。因為添加劑在母料中也會產(chǎn)生遷移的,所以母料應(yīng)該儲存在陰冷、干燥的環(huán)境中,千萬不要讓陽光直射。存放時間一般應(yīng)少于3個月,最多不超過6個月。PP簡介各類聚丙烯中,均聚等規(guī)PP具有較高的結(jié)晶度和良好的性能,在均聚PP中最具有使用價值。其次無規(guī)PP不能結(jié)晶,類似于未硫化的橡膠,熔點,硬度和力學(xué)性能很低。而間規(guī)PP各項性能介于等規(guī)和無規(guī)PP之間。均聚PP的缺點是低溫下耐沖擊性能差,脆化溫度高,溶體強(qiáng)度小,熔限窄,有一定的加工難度。無規(guī)共聚PP無規(guī)共聚PP也可以說是丙烯-乙烯共聚物。乙烯的加入降低了均聚PP的結(jié)晶度。當(dāng)乙烯的含量達(dá)30%時已經(jīng)是完全無定型物了。與均聚PP相比,無規(guī)共聚PP的沖擊強(qiáng)度,柔韌性,透明性,熱封性有明顯提高;脆化溫度下降。PP無規(guī)共聚物一般含有1-7%(重量)的乙烯分子及99-93%(重量)的丙烯分子。在聚合物鏈上,乙烯分子無規(guī)則地插在丙烯分子中間。在這種無規(guī)的或統(tǒng)計學(xué)共聚物中,大多數(shù)(通常75%)的乙烯是以單分子插進(jìn)的方式結(jié)合進(jìn)往的,叫做X3基團(tuán)(三個連續(xù)的乙烯[CH2]依次排列在主鏈上),這還可看成是一個乙烯分子插在兩個丙烯分子中間。另有25%的乙烯是以多分子插進(jìn)的方式結(jié)合進(jìn)主鏈的,又叫X5基團(tuán),由于有5個連續(xù)的亞甲基團(tuán)(兩個乙烯分子一起插在兩個丙烯分子中間)。很難把X5和更高的基團(tuán)如X7、X9等加以區(qū)分。鑒于此,把XS和更高基團(tuán)的乙烯含量一起統(tǒng)計為>X3%。無規(guī)度比值X3/X5可以測定。當(dāng)X3以上基團(tuán)的百分比很大時,將明顯降低共聚物的結(jié)晶度,這對無規(guī)共聚物的終極性能影響很大。共聚物中極高含量的乙烯對聚合物結(jié)晶度的影響,類似于高無規(guī)聚丙烯含量時的作用。無規(guī)PP共聚物不同于均聚物,由于無規(guī)地插進(jìn)聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結(jié)晶型排列。共聚物結(jié)晶度的降低引起物理性質(zhì)的改變:無規(guī)共聚物與PP均聚物相比剛度降低,抗沖擊性能進(jìn)步,透明度更好。乙烯共聚物還有較低的熔化溫度,這成了它們在某些方面應(yīng)用時的優(yōu)點。無規(guī)共聚物含有較多的可革取物和無規(guī)PP,以及乙烯含量高得多的聚合物鏈。這種較高的可革取物含量,視不同的聚合過程,不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中,并在滿足聯(lián)邦食品治理局(FDA)關(guān)于食品接觸的規(guī)定上造成困難。間規(guī)PP間規(guī)PP的分子鏈間距較大,分子鏈活動能力較好,排列規(guī)整性趕不上等規(guī)PP,所以結(jié)晶度也小,導(dǎo)致沖擊韌性好,受沖擊時分子鏈滑移和斷裂能吸收更多的能量,結(jié)晶度低也就導(dǎo)致剛性下降,模量下降。SPP有與IPP不同的分子立體構(gòu)型,如果把聚丙烯分子主鏈延伸為一平面成為鋸齒形模型,則sPP的甲基是交替而規(guī)則地排列于主平面的兩側(cè),而IPP的甲基位于主平面的一側(cè)。sPP具有相反的立體位置不對稱中心,其分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶構(gòu)型如下圖所示。由于SPP與IPP在分子立體結(jié)構(gòu)上的差異,其性能也就有所不同,與IPP相比,sPP的密度、結(jié)晶度較低;熔點略低;分子量較小;相應(yīng)的力學(xué)性能,如剛度、硬度只有IPP的50%左右,但沖擊強(qiáng)度比IPP提高了一倍以上。流延膜生產(chǎn)中常見問題分析解決晶點①溶體壓力小,剪切力小,塑化不良??蛇m當(dāng)增加過濾網(wǎng)層數(shù)和目數(shù)。②停機(jī)后再開機(jī),易產(chǎn)生晶點,生產(chǎn)不同品種流延膜轉(zhuǎn)換時生產(chǎn)。如CPP與CPE生產(chǎn)相互轉(zhuǎn)化時。對此,螺桿、模頭必須徹底清洗干凈。③樹脂有異物混入,水含量高等。必須清潔生產(chǎn),保存好原料。④樹脂本身質(zhì)量差,調(diào)換。析出物斑點①原材料。原料選用要適當(dāng),添加劑太多時,添加劑耐溫低時,易產(chǎn)生白斑。如添加劑太少,爽滑性、開口性太差。②擠出溫度高,添加劑易于析出,擠塑溫度一般低于250℃。③清潔輥壓力太大,易把其紋路壓上薄膜;如壓力太小,析出的添加劑不能被慢慢均勻地帶走,積在冷卻輥上被帶上薄膜。④真空箱抽取煙霧能力差,易出現(xiàn)白斑。⑤在使用相同原料時,薄膜越厚,添加劑析出量越多。生產(chǎn)厚膜時應(yīng)改變原料或減少添加劑加入量。爽滑性差①擠出溫度過高,添加劑分解。②原材料本身結(jié)晶度低,如一些共聚物③冷卻輥溫度太高④氣隙偏大。表面粗糙、光澤不良①擠出機(jī)溫度太低,塑化不良。②模頭間隙太小,溶體破裂。③冷卻輥溫度太低擠出機(jī)混煉不足,要降低牽引速度,增加擠壓溫度和螺桿轉(zhuǎn)速。橫向厚度不均勻①模唇間隙調(diào)整不當(dāng),需重新調(diào)整。②模頭橫向溫度分布不均勻,檢查加熱器。③模腔中有雜物,從而引起物流紊亂,出料不均。④氣刀氣流不均勻。檢查氣刀氣流是否穩(wěn)定,氣流是否平衡。⑤回收料加入過多或加入不均勻。一般加入量為15%-20%,并要均勻加入。透明度差①擠出溫度低,塑化、混煉差。②冷卻輥溫度太高,薄膜結(jié)晶度太大。③縮短氣隙,加快冷卻。④冷卻輥表面不清潔,應(yīng)加以清洗。膜有條紋如果是人字形紋,原因有:①氣刀壓力太高。②急冷輥冷卻不均勻,需清除內(nèi)部水垢。如果是直條紋,原因有:①模唇有損傷,需修補(bǔ)。②模口有雜物,需用銅刀清除。③輥面有傷痕。擦傷①穩(wěn)定板,導(dǎo)輥不轉(zhuǎn)動。②輥上有傷痕,注意檢查修理。③薄膜與電極,與測厚頭相碰流延pp原料從原料的選擇來說,CPP薄膜需選用專有牌號的樹脂,一般要求熔體流動速率(MFR)為6~12g/10min的樹脂,有一定熔體流動性。一般分為均聚PP和二元共聚PP、三元共聚PP。對于三層共擠CPP薄膜,可分為電暈層、芯層、熱封層。一般電暈層選用二元共聚PP,要求有一定的抗粘連性,又要嚴(yán)格控制低分子物的含量,以保證表面處理效果的維持。芯層一般選用均聚PP,以保證薄膜有出色的剛性,且CPP膜的良好光學(xué)性能(高透明度、高光澤度)也主要由芯層決定。另外,從成本控制角度,均聚PP價格相對較低,且芯層材料約占全部膜重的60%~70%。由于高速包裝機(jī)的日益增多,熱封層一般選用三元共聚PP,必須要有良好的熱封性能,即所謂的低溫?zé)岱庑?,同時還應(yīng)具備滑爽性、抗粘連性、析出物少等特性。從生產(chǎn)操作角度講,必須保證原料的清潔。薄膜外觀質(zhì)量缺陷——晶點,除了選擇適當(dāng)?shù)臑V網(wǎng)、濾網(wǎng)目數(shù)以及合適的原料來控制外.保證原料的清潔不受污染也是控制因雜質(zhì)引起晶點的重要措施。生產(chǎn)過程中的對于薄膜外觀的觀察.發(fā)現(xiàn)異常之后立即采取相應(yīng)調(diào)整措施.對防止出現(xiàn)批量不合格品來說同樣至關(guān)重要。消光CPPCPP消光性能膜采用多層共擠流延加工技術(shù),具有抗沖擊強(qiáng)度高,柔軟性好的特點,可以直接制袋,用于阻隔要求不高的品種上,如用于高級購物袋、面包袋、餐巾紙等包裝。由于聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)中甲基的存在,阻礙了聚丙烯分子鏈的運(yùn)動,造成聚丙烯耐低溫性較差,其玻璃化溫度為一1O℃,在低溫使用時會出現(xiàn)脆裂象,可以采用共聚和共混增韌方法進(jìn)行改性。由于共聚改性產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,我們可以采丙烯一乙烯共聚物來改善薄膜的低溫性能。簡介采用添加有低熔點聚烯烴樹脂的聚丙烯消光原料作為消光層的添加劑,并通過試驗來確定添加的比例,對消光層的原料的選擇要考慮到以下因素:1.消光原料的熔融指數(shù)是否和加工設(shè)備相匹配2.和蕊層原料的親和問題。3.加工過程中的適應(yīng)性問題,薄膜是否出現(xiàn)層厚分布不勻、云紋、晶點等表面問題。經(jīng)過初步篩選,我們選擇MI值為7—9g/10min的韓國產(chǎn)的聚丙烯消光原料進(jìn)行試驗。另外,為保證熱封選用丙烯一乙烯一丁烯三元共聚物作為流延聚丙烯消光膜的熱封層原料。基本配方A層(熱封層)原料為F80OEPS,上海石化股份有限公司B層(芯層)原料為RF5307,韓國產(chǎn)C層(消光層)原料為F80ODF和聚丙烯消光料混合物,上海石化股份有限公司工藝條件擠出加工溫度:220250℃流延輥溫度:35℃生產(chǎn)厚度為40um的薄膜,為A/D/C結(jié)構(gòu),C層為消光層并進(jìn)行電暈處理,消光層的厚度為總厚度的15%,消光料的添加比例為50%、70%和100%。結(jié)果討論衡量消光膜消光效果的二個重要的指標(biāo)是薄膜消光面的光澤度和霧度,下面以這二個指標(biāo)來進(jìn)行各種分析比較。消光料的比例對消光效果的影響當(dāng)消光層厚度為6um時,消光料的添加比例為50%、70%和100%時數(shù)據(jù)如下:當(dāng)添加比例達(dá)到70%時,薄膜的消光效果已經(jīng)達(dá)到BOPP消光膜的效果。添加比例為100%時,薄膜的消光效果更加理想。CPP消光膜與BOPP消光膜的比較將CPP消光膜與國內(nèi)A、B二家生產(chǎn)的BOPP消光膜的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較,CPP消光膜的光澤度達(dá)3.5%,與常用BOPP消光膜的光澤度4.7%比有明顯的降低。霧度高達(dá)78.5%,比BOPP消光膜的霧度稍微高一些,說明CPP消光膜的消光性能已經(jīng)超過BOPP消光膜。CPP消光膜的熱封溫度為129℃(熱封條件為0.2MPa壓力,熱封時間為1秒,熱封強(qiáng)度達(dá)到8N/cm時的溫度),而BOPP消光膜的熱封溫度高達(dá)140℃,說明CPP消光膜具有容易熱封制袋的特點,同時CPP消光膜還具有柔軟性和熱收縮率低等特點。適合于作為單層包裝材料,用于制袋和印刷。消光CPP與消光BOPP薄膜物理性能比較四、消光CPP的應(yīng)用范圍CPP消光膜是在雙向拉伸聚丙烯消光膜之后,出現(xiàn)的未拉伸的聚丙烯消光膜,由于采用多層共擠流延加工技術(shù)??梢詫⒉煌δ艿牟牧辖M合到同一薄膜上,賦予該產(chǎn)品多種優(yōu)良性能。同時利用流延加工的厚度調(diào)節(jié)方便可以在以下產(chǎn)品上得到應(yīng)用。1.采用A/B/C組合,A層進(jìn)行電暈處理,20umCPP消光膜可以代替BOPP消光膜進(jìn)行復(fù)合。2.采用A/B/C組合,A層使用熱封層材料。30—70umCPP消光膜無需經(jīng)過復(fù)合就可以制成各種厚度的廣告冊、禮品袋,與BOPP消光膜復(fù)合的包裝袋相比,CPP消光膜具有柔軟性好、包裝效果好的特點。由于不需要復(fù)合,不使用溶劑,使用CPP消光膜更經(jīng)濟(jì),更環(huán)保。3.CPP消光膜特別適合于表面包裝,如在A層中添加抗菌材料CPP消光膜即成為無需消毒即可用于面紙、濕巾等衛(wèi)生用品的包裝。薄膜印刷適應(yīng)性的主要因素聚乙烯薄膜簡稱PE薄膜,在實際應(yīng)用中,以其優(yōu)異的熱封性能,主要用于復(fù)合包裝膜的熱封合層.幾年來,隨著婦嬰衛(wèi)生用品的發(fā)展,選擇一種質(zhì)感柔軟/單層膜熱切成袋、可印刷的薄膜來做包裝,就非PE薄膜莫屬。用于婦嬰衛(wèi)生用品包裝的PE薄膜印刷,多用柔版印刷,但柔版印刷設(shè)備投資高、非實地印刷的過度圖案表現(xiàn)清晰度不夠等因素,使凹版印刷也開始用于PE薄膜的印刷。目前,PE薄膜用凹版印刷時,容易產(chǎn)生套色質(zhì)量差、上墨不良等印刷適應(yīng)差問題,影響薄膜凹版印刷適應(yīng)性的有薄膜的厚度均勻性、薄膜的物理性能、薄膜表面潤濕張力值、摩擦系數(shù)。

薄膜的厚度均勻性在凹版印刷時,如果PE薄膜厚度均勻性差,首先,會出現(xiàn)套色不準(zhǔn)問題。即使通過印刷套色系統(tǒng)的手動調(diào)整好套色后,隨著薄膜厚度均勻性差,在壓輥作用下薄膜會發(fā)生擺動,如果色數(shù)多,在不同色序間擺動幅度不同,很快就會出現(xiàn)有的色序跑偏,導(dǎo)致無法套準(zhǔn)。其次,厚度不均勻,會出現(xiàn)上墨不勻,甚至?xí)霈F(xiàn)印品同樣圖文區(qū)產(chǎn)生飽和度差異。最后,薄膜的厚度均勻性差,薄膜在印刷時,進(jìn)入印版前容易起皺,印后再展開,本應(yīng)印刷區(qū)域會完全沒有印刷油墨。薄膜的物理性能對PE薄膜印刷適應(yīng)性影響的薄膜物理性能主要有外觀和挺度。外觀中的晶點粒徑對印刷適應(yīng)性影響明顯,特別是乳白PE薄膜印刷時,如果晶點粒徑較大,且位于需要印刷圖文區(qū)時,晶點周圍的薄膜就會在壓輥與印版間被晶點抬空,使油墨無法接觸到薄膜,印刷結(jié)果就類似于一個“白墨點”,用指甲刮時可以感覺到晶點顆粒。薄膜挺度一般用模量表征,模量低,挺度差,抗拉伸性能差,在色序間易被拉伸。在等幅拉伸時,會使印品單元版面的尺寸縱向縮小;在非等幅拉伸時,會使印刷無法套色。另外,如果薄膜挺度差,還容易在進(jìn)入印版前起皺,印后起皺區(qū)域就會完全沒有印刷油墨。薄膜表面潤濕張力值PE薄膜是屬于非極性薄膜,當(dāng)薄膜用于印刷時,薄膜印刷面必須先經(jīng)過提高表面能的處理。在PE薄膜生產(chǎn)時,常用電暈處理方式來提高薄膜印刷面的表面能。薄膜的表面潤濕張力值就是用來表征電暈處理后的表面能。表面潤濕張力值大,薄膜表面能高,薄膜對油墨的鋪展性和黏著性高。通常情況下,要求滿足印刷的薄膜,其表面潤濕張力必須達(dá)到38yn/cm以上。如果

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