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流延膜的特点及生产工艺

流延膜的特点及生产工艺

所有的热塑性塑料薄膜的性能,不仅同使用的塑料原材料粒子有密切的关系,还同薄膜的生产工艺及工艺参数有关。同一种塑料制品,例如:薄膜可以用不同的生产工艺流程来生产,即使用同一种材料同一种生产工艺,由于生产时的温度、压力、吹胀比等工艺参数的不同,所得薄膜的性能也有所差别。流延(Cast)法生产的薄膜称流延膜,用C作字头,如:流延聚丙烯薄膜,称CPP膜。流延法薄膜有挤出流延膜和溶剂流延膜两种。1、溶剂流延法

溶剂流延法生产的薄膜具有更薄且厚度均匀性更好的优点,1~3um的超薄膜只在某些高科技材料中使用,一般在包装材料中不采用,因为设备投资大,溶剂毒性大,而且需使用大量溶剂,溶剂回收设备及操作费用均较大,只有像玻璃纸等极少数不能或很难用挤出法生产的薄膜才使用溶剂法生产。

溶剂法生产的流延膜工艺是:把热塑性塑料的溶液或使用热固性塑料的预聚体溶胶涂布在可剥离的载体上,经过一个烘道的加热干燥,进而熔融塑化成膜层冷却下来后,从载体离型面上剥离下来卷取而成膜。载体可以是钢带、涂布硅橡胶的离型纸或辊筒。美国一些需要超薄且厚度平整性特别优良的薄膜是把溶胶流延在一个加热的水银池上面,经挥发去除溶剂成膜后,从水银面上捞起薄膜卷取而成。

溶剂流延膜有以下几个特点:

(1)薄膜的厚度可以很小,一般在5-8UM,使用水银为载体的薄膜,称为分子膜,其厚度可以低至3UM厚。

(2)薄膜的透明度高、内应力小,多数用于光学性能要求很高的场合下,例如:电影胶卷、安全玻璃的中间夹层膜等。

(3)薄膜厚度的均匀性好,不易掺混入杂质,薄膜质量好。

(4)溶剂流延膜由于没有受到充分的塑化挤压,分子间距离大,结构比较疏松,薄膜的强

度较低。

(5)生产成本高,能耗大、溶剂用量大,生产速度低。

溶剂流延法生产的薄膜有三醋酸纤维素酯、聚乙烯醇、氯醋树脂等。此外,聚四氟乙烯和PC也常用溶剂流延法生产薄膜。热固性的合成胶液也常用于生产高耐热性的薄膜。流延三醋酸纤维素酯薄膜生产用胶液的配方如下:三醋酸纤维互酯100份(质量份),混合溶剂(三氯甲烷90%体积,10%的甲醇)700份(质量份),增塑剂三苯基磷酸酯20份(质量份)。2、挤出流延薄膜

以CPP挤出流延薄膜的生产工艺流程为例,使用耐寒级共聚丙烯CPP粒子作流延膜的原料,MFR为6~9g/10min(例如:日本窒素工业公司的F8277就是耐寒级PP),挤出机挤出——T型口模流延——气刀——1#冷却辊——2冷却辊——电晕处理——切废边——卷取。挤出机螺杆直径65mm,L/D=32,普通渐变型螺杆。

机筒温度:210℃、230℃、240℃、255℃、265℃共5段,连接器温度265℃,树脂温度230~237℃,T型口模温度(共2m宽)均为265℃。1#冷却辊使用自来水经冷却器热交换器冷却到0~-5℃后进入,2#冷却器冷却水温为8~10℃。T型口模使用螺栓人工调节流延膜厚度,应当指出的是,目前国内进口先进的流延膜生产线均采用R射线测厚仪(走查式)能自动测厚显示记录并反馈到T型口模上的热膨胀螺丝上,从而自动调控T型口模间隙,可以使流延膜厚度的平均误差在2%以内。人工调节螺丝调节,只能在10%以内(1m宽度)。气刀和气隙在挤出流延薄膜中有重要的作用,气刀是安装在T型口模下方的一条狭长的缝口,由此喷出压缩空气,使由T型口模流延出来的熔体薄膜能紧贴在1#冷却辊上,提高了冷却效果,且能使塑料薄膜表面平整度提高,减少流延膜二端产生的缩颈现象。

气隙是熔体塑料膜离开T型口模到达1#冷却辊表面之间的距离,气隙愈长则薄膜在熔融高温下同空气接触的时间愈长,薄膜表面气化就愈大,而且气隙愈大,薄膜二端因冷却而产生

的缩颈现象就愈厉害,薄膜平整度愈差。一般讲来,气隙愈小,引膜困难愈大,合适的气隙距离为2.0cm左右。气隙小,表面氧化少,有利于薄膜的热封性的提高,但不利于薄膜粘结力的提高。CPP薄膜的性能:厚度20-30um

雾度5.5%~6%

拉伸强度,纵/横≧40/20MPa断裂伸长率,纵/横≧400%/500%

直角撕裂强度,纵/横≧100kgf/cm/140kgf/cm表面张力≧42×10-3N/m

挤出流延法薄膜的特点是:

(1)生产速度比吹胀法高,可以高达60~80m/min,最近从国外引进的挤出流延膜生产线,可高达150~200m/min,而吹胀法由于受到泡膜冷却速度的限制,一般仅30~60m/min,挤出流延工艺中冷却辊辊温可在0~-5℃,直接紧贴在辊筒上,冷却效果好。

(2)挤出流延法生产的薄膜透明性比吹胀法好,无论是PE或PP均可以用挤出流延法生产出透明性良好的薄膜,而吹胀法风冷却时,PP不能有良好的透明性,要得到良好透明性,必须使用水冷却法。

(3)挤出流延法薄膜的厚度均匀性比吹胀法好。

(4)挤出流延膜的纵横向性能是均衡的,而吹胀法薄膜的纵横向性能由于牵引辊速度和吹胀比的不同而不同。原则上,挤出流延法生产的薄膜是由一个辊筒传递给另一个辊筒,不应当存在卷取或牵引的拉力,因而挤出流延膜无论纵向或横向都不受到拉伸,性能是均衡的。(5)正因为挤出流延膜不受到任何方向上的拉伸,其热封性能比吹胀膜好,而双向拉伸膜则没有热封性。挤出流延膜受热时的收缩性最小,有利于热封制袋。

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