食品包裝材料：流延、吹膜生產(chǎn)中常見問題分析解決

共濟(jì)吹膜、流延膜

生產(chǎn)中常見問題分析解決

(1)晶點(diǎn)

①溶體壓力小，剪切力小，塑化不良。可適當(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(diǎn)，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，噱桿、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(diǎn)

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TS低于250℃。

③清潔餛壓力太大，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

在冷卻輯上被帶上薄膜。

④真空箱抽取煙霧能力差，易出現(xiàn)白斑C

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冷卻輯溫度太高

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冷卻輕溫度太低

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氣刀包流不均勻。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。

1

②冷卻輻溫度太高，薄膜結(jié)晶度太大。

③縮短母隙，加快冷卻。

④冷卻轆表面不清潔，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急冷輯冷卻不均勻，需清除內(nèi)部水垢C

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假面有傷痕。

(8)擦傷

①穩(wěn)定板，導(dǎo)輕不轉(zhuǎn)動。

②提上有傷痕，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)

八占、、?.

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(diǎn)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(diǎn)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

螺桿直徑，mm吹膜折徑，mm

45100-700

65400-1100

90700-1400

120約2500

150約3500

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(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：可降低樹脂溫度,提高擠出量，減少溫度的波動。

缺點(diǎn)：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°

多孑版及過濾網(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(shí)。濾網(wǎng)一般采用

80/100/80目的機(jī)構(gòu)。

22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(diǎn)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0.7L2mm,LLDPE一般為2.5-3.0mmo

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l?4mm。

壓縮空包由多路進(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)入牽引輯的裝置,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)餛形式較好，既減少劃絲，又可通過冷卻水提高冷卻效率。

3

25牽引裝置

牽引裝置由一對餛筒組成，一根鋼棍表面鍍銘拋光，另一根餛表面覆以橡膠，兩餛壓力可調(diào)

節(jié)，以適應(yīng)厚薄不同的制品。牽引餛間的接觸應(yīng)與人字板中心和機(jī)頭中心對準(zhǔn)，否則會造成薄膜至

牽引混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)輕間隙為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)動餛，驅(qū)動餛與卷取輯相接觸,依靠兩者之間的摩擦力帶

動卷取輯,將薄膜卷上，其卷繞速度取決于表面驅(qū)動輯的線速度，不受卷繞輕直徑變化的影響。其

卷取張力取決于表面驅(qū)動幅和卷繞森之間的摩擦力，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混。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。

LLDPE55%

LDPE15%

m-LLDPE20%

POE10%

開口劑

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、孚啟膜易出現(xiàn)晶點(diǎn)影響印刷；2、封口強(qiáng)度要求非常高。經(jīng)過N次試驗(yàn)得出以下配方

4

電量層MI

LLDPE50%2

m-LLDPE30%0.5

LDPE20%2

爽滑劑lOOOppm

芯層

m-LLDPE30%1

LDPE55%0.5

色母料15%

熱封層

LLDPE60%2

m-LLDPE20%1.5

LDPE20%2

爽滑劑1000PPM

透明度小于38%,熱封強(qiáng)度合格，走機(jī)順暢，就是晶點(diǎn)有點(diǎn)多。

各類PE的基本性能

一、LLDPE薄膜

1、LLDPE熔點(diǎn)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、耐針剌性均優(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)。

LLOPEW月莫,性育旨

?性自旨繳值

寸立申涯虔，M尸a25.5

伸長率，%BOO

石更虔,召B氏56

撕裂強(qiáng)度,N/M980

維卡軟住點(diǎn),P107

脆住5昱虔「七:f-

二、LDPE薄膜

1、密度較低在0.915?0.925之間。

5

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。C。

7、電性能好，耐電壓達(dá)20℃,4mV/pm0電阻率高，極性小，介電損耗少。

LDPE薄膜性能

性能數(shù)值

拉伸強(qiáng)度,TD/MD,Mpa19/20

伸長率，TD/MD,%380/560

撕裂強(qiáng)度,TD/MD,%1C5O/BSD

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。

MDPE薄月莫,性自旨

十生育包數(shù)值

拉4申強(qiáng)1度，MPa8.4-24.6

伸長率，%50-1000

3^匚1；中>j/m27-8^4

石更虔,召B氏50—60

吸水率〉%?70.C上

四、MPE薄膜

1、茂金屬PE是指采用過度金屬與環(huán)狀不頸口結(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(diǎn)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?/p>

性能。

6

M尸E性育后,以口劉仁54。。名為1列

十生育總

岳、＞g/om~

MI,Omln.±

惇虐AIm50

落瞭;中擊強(qiáng)皮，J/mA85

頭F束ll耳雖J三>J/m10.2

撕裝強(qiáng)度，N/cm

級向G.3

楔向7.7

《申月艮,Mpa

縱向工工67

槎向工工46

拉d申隹斤黑強(qiáng)度,Mpa

縱向5536

梯向5308

伸長手>%

紈向635

楔向6GN

N%>正切害"育旨量》Mpa

縱向工7.6

橫向20

光泛虔,20077

善度，%Jf

吹膜工藝

(1)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℃O

②直線式控制。各段溫度均設(shè)定在170T8CTC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/Ti*d

式中D——膜泡直徑

d口直徑

L一折徑

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?7

b=V/VO

式中V—牽引速度

7

VO一擠出速度

吹脹比與牽引比的關(guān)系為：

8=t/a*b

式中5——厚薄

t一?？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，MPa

1.43.914.2812.49

1.63.914.2813.05

2.73.913.9913.95

3.23.914.6615.46

2.99.817.213.1

2.925.622.612.1

2.821.424.689.5

(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*8*0.925*2L

公式中丫=牽引速度m/min

6=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C

(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。

8

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

脹匕價口牽引比都較為適當(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(dú)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(diǎn)浪費(fèi)了?？纯聪旅娴膶?shí)驗(yàn)

卻至寸居

三元欠寐PP70%

土力桑PP30%

芯層

立力桑PP1OO%

電皇層

士勺栗PP

9

粒料：

三元共聚PP：C5608;供應(yīng)商：中石化

均聚PP：T30S；供應(yīng)商：?？松梨?/p>

加工條件

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?yàn)樾緦雍碗姇瀸恿Ａ弦粯樱梢愿鶕?jù)機(jī)臺特性調(diào)整層間比,

以獲得最大產(chǎn)量。）激冷混水溫25℃薄膜厚度：50pm下機(jī)熟化后數(shù)據(jù)

熱封

溫度130匕135七140七145七150匕155*0

值13.14.38.51518.518.7

值2L64.42814.317819.2

平均值2.44.48.314.718.>罐網(wǎng)隼

拉伸強(qiáng)度

F(N)31323231.7

TDQ(MPa)35363535.3

Z(%)800802820807.3

F(N)45464545.3

MDQ(MPa)55575856.7

E(%)500458475

實(shí)驗(yàn)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

熱封

溫度130七135七140七145七150七155七

值123.26.814.51819.5

值21.63.5713.818.A18

平均值1.83.356.914.1518.?造商演

拉伸強(qiáng)度

F<N)32343433.3

TDQ(MPa)35373736.3

W(%)780802790790.7

F<N)48474847.7

MDQ(MPa)58585858.0

N(%)480475468

10

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(diǎn)等。

HDPE對物理性能的影響

HDPE具有熔點(diǎn)高,密度大、物理機(jī)械性能高，拉伸強(qiáng)度大等特點(diǎn),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(shí)驗(yàn)。

配方1配方2

靖

LDPE100%LDPE100%

中層中層

LLDPE60%LLDPE50%

LDPE40%LDPE30%

HDPE20%

外層外層

LDPE100%LDPE

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

11

酉己方①酉己方②

摩播系數(shù)非與EUs=0.1540.156

Ud=0.1500.149

處/處Us=0.1450.142

Ud=0.1400.138

非詫岡Us=0.1380.140

Ud=0.1350.136

拉伸強(qiáng)度橫向F(N)18.0020.00

工(%)900.00900.00

Q(Mpa)31.0035.00

級向F(N)30.0035.00

Q(Mpa)40.0060.00

W(%)580.00一口空就66匚

熱封曲線

T-我方①

甑方②

哈都不出

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

子時具粘結(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。

12

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(shí)驗(yàn)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%(50pm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(diǎn)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(diǎn)，硬度和力學(xué)性能很低。而

間規(guī)PP各項(xiàng)性能介于等規(guī)和無規(guī)PP之間。均聚PP的缺點(diǎn)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?yàn)镻P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PPo接枝共聚PP是均聚叩或無規(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50Pm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

13

mrM.xx結(jié)晶度

樣品，TJP

)/%10〃/%

76.55.9315.702.67621

1PP278.05.1713.402.67922

IPP391.19.2515.391.810029

iPT95.15.2041.778.011255

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)晶速端口結(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

成植制度重分?jǐn)?shù)結(jié)晶速率/■一

無成核劑11085.51.17

7528.23.55

2.5X10-11079.2L26

7528.33.53

1%11064.8L54

7528.43.52

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^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

14

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等其他的聚烯煌共混.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

100%iPP

目

1PPiFTiPP共聚，

熔融?度/七375375375375

注*壓力/*35.833.834.719.6

注短時間/,20151210

冷卻時間/830202220

循環(huán)時同/■53383733

■

7.48.729.767.8

Ind沖擊強(qiáng)度/MPB

室溫1.81.31.113

-25七1.31.31.20

sPP的加工與性能

sPP可單獨(dú)加工，也可與iPP等其他聚烯蛭共混后加工。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(diǎn)，透明性好，否則

將會有雙熔點(diǎn)或多熔點(diǎn)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(diǎn)）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、抗氧劑等舔加劑。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。

15

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lo

■

泉

蕓

??一無光電拓；一■一光?利O.1%：

一▲一光觸刑O.3*3-*-光敏例o.5，；一?一光順加“7/d

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—6000(Mr|>Mn)時，即進(jìn)入微生物可以分解的脆化期。實(shí)驗(yàn)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

基因上生成竣酸自由基，并進(jìn)一步脫竣，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，含有竣基的塑料在光氧和熱氧的協(xié)同作用下,可以發(fā)生NoHishI和

NorrishU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(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，用四氫蔡溶劑對樣品進(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

lo

16

表1兆岐劑含st對薄膜光降解期㈣的影晌

光敏劑含量/%洌導(dǎo)期/h脆化期小

O.14076

O.33460

0.52052

0.71540

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。

抗氧劑含量對薄膜光降解期間的影響

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。

表2抗氟劑含■對*膜光降解期間的影晌

抗軻劑含量/%談導(dǎo)期/h脆化期/h

O3460

O.13568

0.33870

0.54071

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(shí)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

抗案劑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。

17

表3復(fù)合光降解劑中光敏劑含量

對簿展光降解期間的影晌

膜片配方誘導(dǎo)期外庭化期八

光敏劑0.3%，抗氧劑0%3460

光敏劑0.1%,抗復(fù)劑0.3%4876

光敏劑0.3%,抗氧劑0.3%3870

光敏劑0.5%,抗氧劑0.3%2271

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?yàn)楣饷魟┰谟锌寡鮿┐嬖诘臈l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)生段基峰。(1713cm-l),所以段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。

050010001500200025003000

波致JcnT】

圖2薄膜的FTIR表征

可以看出，只含有光敏劑并經(jīng)光照30h后試樣的紅外譜圖中出現(xiàn)了較大的地基峰(1713cm?l),

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，基本沒有段基峰的出現(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28T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。

18

不同同料薄■表面的?生?生長等Q

微生物生長等級

試樣接種物

無光限光黑30h光黑80h光總100h

直拿0112

混合樹脂

上雜0011

A第0123

光得解蹲腹

土雜0112

直菌2344

生物降解薄麒

土雜1123

直靛2344

光/生物雙降解薄膜

1223

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?yàn)殡S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)?/p>

低分子量，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(xiàng)重要

指標(biāo)，也是HDPE薄膜的一項(xiàng)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，其相對分了質(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