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浅谈影响cpp塑料薄膜性能的主要因素

聚丙烯薄膜(cpp)具有透明度好,光泽度好,挺度好,耐热性好,厚薄度好,易于热封等特点。其包装适用性优于聚乙烯薄膜,以作为食品,药品,纺织物,电子产品包装的主要材料之一,其主要用途是作为与BOPP,BOPET等印刷膜的复合基材,利用其优良的热封性能,充当复合薄膜的内层材料使用。
CPP的生产过程中加工工艺,原料的选配和配方设计,加工设备是决定产品性能的几个主要方面。
1。加工温度的影响:
加工工艺对薄膜性能能影响最大的是温度,塑化温度升高,树脂塑化好,流动性好,膜的透明度,光泽度提高,雾度下降,晶点少,同时薄膜的纵向拉伸强度增加,横向拉伸强度和冲击强度下降,但加工温度太高,尤其(高于270度),树脂易分解,树脂内的添加剂易淅出,薄膜表面易产生气泡,薄膜的后收缩量大,薄膜的表面摩擦系数会明显升高产生发粘现象,薄膜的平整度难以控制,加工温度太低则会造成树脂塑化不充分,易产生鱼眼,僵块和晶点等,透明度,光泽度变差,另外加工温度的分布也是影响树脂塑化和薄膜质量的重要因素。挤出机内的加工温度由加热段,压缩段,回流段,一般呈上升的趋势,每段升高5-20度,模头的温度比料筒最高温度低5-10度,模头的温度一般是中间低两边高,这样有利于保证整个宽度方向流量的均匀性,,来保证薄膜厚薄度的均匀。
2。冷却温度的影响
冷却温度也是影响薄膜物理机械性能和外观的重要因素,冷却辊的表面温度升高,薄膜定型速度慢,不利于薄膜的晶点的形成,结晶度高,晶体形态会发生变化,造成薄膜雾度上升,光泽度下降,透明度下降,膜的挺度变好,但抗冲击的强度明显下降,冷却温度过高还会导致薄膜(尤其是厚膜)定型失效时有较多的添加剂淅出,产生不规则的白色条纹,影响外观和使用性能。冷却温度过低,薄膜定型速度加快,材料的结晶度下降,透明度和光泽度变好,薄膜变的柔软,表面摩擦系数增大,对牵引和收卷(尤其是2微米的薄膜)的张力较为敏感,牵引和收卷张力过大会导致薄膜变形和严重发粘而无法分切和使用。
3。速度的影响
挤出速度和挤出机的螺杆转速加工材料的性能,加工温度,以及模头内的阻流器有关,同时也和牵引速度有关。 在其他条件不变的情况下,增加螺杆转速,熔体的挤出速度增加,在同样的加工条件下,加工温度升高,熔体的挤出速度增加。加工材料的熔融指数越大,挤出速度越大,改变分流道的阻流器的位置也可以控制挤出速度的大小,挤出速度调节不当也易引起薄膜厚度的不均匀。挤出速

度太快,薄膜透明度降低,爽滑性差,表明横向强度小,在实际生产过程中必须使挤出速度和牵引速度相匹配。
牵引速度对薄膜性能的影响和生产挤出速度相关联,牵引速度不稳定,易造成薄膜厚薄不均匀,牵引速度也会影响薄膜的透明度和光泽度,牵引速度加快,挤出量的增加会使产品纵向拉伸强度提高,而表面横向拉伸强度减小,断裂伸长率降低,冲击强度趋于下降。
4。压力的影响
在挤出成型中,压力对材料的压缩率的影响不可忽视,塑料材料在挤出成型中所承受的压力通常比较高,增加压力将会导致塑料材料粘度的增加,使熔体的流动性变差,过大的压力还会造成大的功率消耗和设备更大的磨损,因此单独通过增大压力来提高塑料的流动性事不恰当的,在正常的成型加工温度范围内,增加压力对粘度的影响和降低温度的影响有相似性,适当的挤出压力控制也是必不可少的,挤出过程中所需要的压力取决于聚合物粘度和加工流动的要求,挤出压力过大,压力的波动会导致产品发生相应的波动,而且压力迅速增加也可能出现严重的安全问题,若熔体压力锅小则形成鱼眼的现象。
清洁辊压力:辊压力压力大,容易吧清洁辊的形状印在膜上,即薄膜上会面出现清洁辊的斜纹,压力太小,在短时间内就会出现白斑,出现白色粉末剥离,粘在薄膜上,形成硬币般大小的白斑。压力辊在收卷过程中还能起到去除薄膜表面皱褶的作用。
5。原料选择的影响
做复合材料用的CPP薄膜多采用三层共挤流延法的加工工艺,原料以挤出(薄膜)级的聚丙烯树脂为主,要求流动性要好,一般选用溶值为6-13的树脂。
热封层:要求具有良好的热封性能(热封强度高,热封温度范围宽,起始热封温度低)。一般选用以聚丙烯为主,含3-5%的聚乙烯,聚丁烯的三元共聚物,如F800E(上海石化),FL7632(新加坡),TF400(韩国三星),R140(上海石化)等。热封层一般占共济膜的15-20%,但较薄的薄膜(如20微米的CPP)热封层至少要保证5微米以上的厚度,否则严重影响热封的强度。通常热封层达到7微米以上的厚度就可以达到最佳的热封效果。
中间层:薄膜的挺度,透明性,机械性能主要是由中间层来体现的,其质量占薄膜的50—70%,通常使用的材料有FC801(上海石化),HF400(韩国三星)HF420(韩国三星)F11779(日本)FC-150J(韩国湖南石化)等等。另外中间层的材料也会对薄膜表面性能产生一些的影响,如开口性,爽滑性以及表面张力等,如果所含的爽滑剂过多,但会降低表面湿润张力的衰减,一般选用开口性比较好的材料,否则容易造成

薄膜膜卷发粘。
电晕层:用作复合材料的CPP膜,为了提高与其他材料的复合强度或与油墨的粘合牢度,必须经过电晕处理,要求经过处理后表面张力至少到达38达因,电晕层一般占薄膜总量的15-20%。通常选用的材料有F800EDF(上海石化)R140M(上海石化)FC-150B(韩国)HF4009(韩国)等。选用低分子物(爽滑剂)含量较多的材料会导致薄膜表面张力快速下降,产品的保质期很短。
6。挤出机和模头的影响
挤出成型部分由三台挤出机,换网器,共济分流管道,模具组成。三台挤出机根据薄膜的用途和性能要求分别选用合适的原材料进行共济成型,通常挤出机的配置为中间大,两边小。常用的CPP的厚度一般在20-80微米之间,热封层至少应达到5-7微米的厚度才能够保证热封性能,过薄则热封强度会收到较大的影响,过厚造成不必要的浪费,而为设备设计加工的方便多采用对称配置。采用45/90/45、60/90/60/、75/120/75、90/120/90/、90/150/90等结构较为常见,主要根据最常用产品的厚度范围和产量的大小来选择的。挤出机的塑化能力和效果对产品质量影响极大,因为PP的传热系数较小,一般螺杆直径较大的挤出机选用较大的长径比(30-32)来保证塑化效果,螺杆的长径比决定了物料在挤出机中停留的时间,且对挤出量有直接的影响。分流道是控制塑料熔体的流速和各层材料层间分布均匀性的重要装置,可根据原料加工性能及共济配比情况进行必要的调节,使各层材料熔体之间的剪切作用减少到最小,保证流动的稳定性。模头是CPP加工中最关键的部件之一,薄膜在这里成型,采用衣架的共挤模头型腔,且其截面积从中心向两端逐渐变小,以减少熔体在主流腔中的驻留的时间,内流腔使熔体沿模头宽度均匀分布,多层熔体沿一条直线受挤压,保证各层厚度均匀分布。
7。流延定型影响
流延薄膜的定型部分由正压风刀和负压风吸气罩,锁边机,流延辊组成,其中负压吸风罩是定型最大的影响装置,

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