茂金屬聚乙烯薄膜的特點
茂金屬聚乙烯是指用茂金屬催化劑反(fǎn)應製得的聚乙(yǐ)烯材料,簡稱茂金屬(mPE)。與普通的齊格勒-納塔催(cuī)化(huà)劑(jì)製得的LLDPE相比,mPE具有相對較窄的分子量分布(bù)以及較均勻的組成分布,因此所製得的薄膜強度高,縱橫向強度均勻性好。由於(yú)分子量分布窄(zhǎi),低分子物含量極少,因此抗化學(xué)萃取和抗汙染性(xìng)能好,薄膜粘(zhān)性低;同時(shí)不(bú)含有超(chāo)高分子物(wù),所以晶點較(jiào)少。mPE薄膜具有優良的物理機械性能,比如:抗穿刺,耐衝擊,拉力高,撕裂好等特點。mPE薄膜熱封(fēng)性能很好,起封(fēng)溫度低,熱封溫度範圍寬,熔點峰值(zhí)低,縮短(duǎn)了熱(rè)封時間,密封性能好,滲漏斷裂現(xiàn)象大大減少。此外,mPE薄(báo)膜還具有食品包裝需要的防(fáng)潮、隔氣、抗氧化、耐油、耐凍、耐(nài)蒸煮、耐化學腐蝕,無毒、無味、不影響食品營養成分,保持食品香味、印刷(shuā)性能好、容易開口等特性,因此成為高性能(néng)包裝薄膜常用的樹脂材料。一般性的LLDPE薄膜在(zài)油脂存(cún)在情況下易產生遷移、氧化,在堿、酸或者強力(lì)表(biǎo)麵活性劑的作(zuò)用下(xià),熱封焊縫往往會破裂,造成汙染。而mPE薄膜具(jù)有傳統(tǒng)的LDPE、LLDPE、PP、EVA等材質薄膜所不及的諸多優點,目前正在逐步(bù)取代一部分傳統包裝材料,它將以優異的性能(néng)在包裝(zhuāng)行業占據相當重要(yào)的地位。
茂金屬(shǔ)聚乙烯薄膜在高性能包裝中的應用
選(xuǎn)材與配方設計
由於mPE樹脂在(zài)吹膜過程中對工藝、設備(bèi)均有一定的要求,mPE薄膜生產成本(běn)受到製約。在生產過程中,采用mPE/LLDPE共(gòng)混擠出吹塑方法獲得了性能優異的包裝材料,降低了薄膜的綜合成本,並使熔體粘度下降(jiàng),傳遞給螺(luó)杆的扭矩減少,從而減輕驅動(dòng)載荷,使(shǐ)大規模生產薄膜得以實現。高性能包裝膜的生產配(pèi)比(bǐ)一(yī)般mPE為60%,LLDPE或(huò)者LDPE為40%時(shí),其成本、生產工藝和性能達到較理想的狀態。
高性能包裝用mPE薄膜(mó)的生產(chǎn)工藝(yì)控製
茂金屬(shǔ)聚乙烯樹脂由於其特殊(shū)的分子量(liàng)分布以及組成(chéng)分布,決定了(le)該聚合物的加工工藝甚(shèn)至(zhì)加工設備與(yǔ)傳統材料有(yǒu)所不同。在茂金(jīn)屬薄膜(mó)的生產過程中,必須保證設備的(de)正常(cháng)運行和嚴格控製好工藝條件,以達到穩定產品質量的目的。
1.生產工(gōng)藝流程:mPE薄膜的生產工(gōng)藝與普通聚(jù)乙烯薄膜工藝基本相(xiàng)同,但工藝條件控(kòng)製有所(suǒ)區別。工藝流程大致如下:配料-攪拌-擠出-吹脹-冷卻-電暈-牽引-收(shōu)卷-檢驗-包裝。
2.吹塑工藝控製:由於目前茂金屬聚乙烯樹脂價(jià)格高於普通聚乙烯樹脂,為降低成本,采用mPE與通用級LLDPE或者LDPE樹脂(zhī)混合使用。當原(yuán)料計量進入擠出機加料段時,樹脂處於(yú)熔融階段,粘度陡然增大,通過螺杆傳遞扭矩(jǔ),驅動電動機電流上升。如果控製不好(hǎo)會造成停機或者其他現象(xiàng)出現(xiàn),機內物料的溫度(dù)也隨之上(shàng)升,熔體出口模時造成牽引不平穩,出現破膜、斷膜、膜(mó)泡不穩定,進而影響薄(báo)膜的幅寬和厚薄均勻性(xìng)。如果降溫,則薄膜塑化不好、晶點多、透明度差,薄膜的力學性能下降,膜質較硬,且粗糙。與其他薄膜(mó)複合時出現局部收縮、脫層、熱封效果差等一係列問題。因而mPE吹塑(sù)工藝最好遵循:低-高-中-中溫區擠出工藝的規律,從而使熔體塑化均勻,出料平穩,牽引,收卷正常。這(zhè)樣,在加料段應當保持低溫,以確保送料及時和強大的推力;在壓縮段應迅速(sù)升溫,使樹脂(zhī)提前熔融,減少熔體因粘度(dù)增大而產生的超扭矩反應;熔(róng)體進入均化段(duàn)應采用降溫的辦(bàn)法,便於轉移更多的(de)熱量積累,使物料處於平穩的粘流狀態(tài),保(bǎo)證熔體均衡(héng)通(tōng)過濾網,形成穩定的管膜,杜絕熔體破裂現象,為後麵的牽(qiān)引、冷卻打(dǎ)好基礎。
冷卻也(yě)是mPE薄膜加工中很重要的(de)一環(huán),由於mPE樹脂熔體擠出溫度比傳統(tǒng)LLDPE高而結晶溫度又比LLDPE低,及時轉(zhuǎn)移熔體熱(rè)量尤(yóu)其重要。應采用雙層風環及時散熱以滿足工藝要求。適宜(yí)的吹脹比有助於膜泡冷卻(què),提高薄膜的均衡取向,也(yě)保證薄膜厚薄的(de)均一性。在mPE薄膜的(de)生產過程中吹(chuī)脹比保持在1.8-3.5之(zhī)間為佳(jiā),霜線高度應控(kòng)製在2D(D為機頭口模直徑)左右,薄膜的綜合質量得以保證(zhèng)。
3.設備(bèi)的要求:mPE樹脂在進入擠出機後物料從受擠壓到熔融,物料進入(rù)熔融中期(qī)時熔體粘度陡(dǒu)增,物料的摩擦力增大,造(zào)成螺杆扭矩(jǔ)增大,產生壓力(lì)傳遞,擠出機的驅(qū)動部分承受很大載荷(hé),使主機電流(liú)升高,因而(ér)在設備選型時,必須選擇驅動功率能足夠承受生產(chǎn)中出現的扭(niǔ)矩及載荷的設備。在生產(chǎn)過程中,控製合理的工藝條件也可在一定範圍內改善主機(jī)承受的載荷,確保生產正常進行。
擠出機螺杆長徑比選(xuǎn)擇也是mPE薄膜(mó)生產設備的一個關鍵,選擇螺杆的長徑比合理可生產優質的(de)mPE薄膜,同時也能保證生(shēng)產能力的實現(xiàn),從而減少浪費獲得一定的收益。目前對mPE薄膜加工要采用的(de)螺杆(gǎn)技術參數(shù)看法並不(bú)一致,但擠出(chū)機螺杆應有足夠的擠出壓力,使螺杆在壓縮段具有足(zú)夠的剪切(qiē)作用;進入(rù)均化段(duàn)後(hòu)又須減少剪切,使熔(róng)體鬆弛,並迅速轉移熱量,快速出模以穩定生產能力。一般螺(luó)杆長徑比選擇在25:1–32:1之間(jiān)才能保證mPE薄膜的產量及產品質量。
結(jié)語
茂(mào)金屬聚乙烯材料由於其優異的性能已經被普遍應用到食品包裝(zhuāng)和工業包裝領域。各大茂金屬的供應商也在積極升級(jí)技術,開發新一代茂金屬(shǔ)材料,力求做到性能、挺度、加工、熱封等各方(fāng)麵的平衡。不同的茂金屬催(cuī)化劑得到的茂金屬性能也不相同,用戶可根據自(zì)己產品的(de)需(xū)求選擇合適的茂金屬材料。
資料來源:中塑在(zài)線
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