塑料薄膜的基本知識(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 rlyn、PRIMCOR、POP改性。當用作復合基材時，外層表面電暈處理強度應達到3842達因。九、多層共擠復合薄膜與單層塑料薄膜相比較 與單層塑料基材薄膜相比較，多層共擠復合薄膜大大簡化了干式復合薄膜的生產工藝，增加了功能，并且可通過厚度的有效調整使功能得到量化，結構組合方便靈活、選用材料范圍廣。綜合表現為功能全而變化靈活，成本低而質量水平高，附加值高而市場適應性強。因此，多層共擠出復合薄膜在包裝上得到了廣泛應用。多層共擠出復合薄膜的結構及其發展趨勢　　通常意義上，多層共擠出復合薄膜的結構取決于薄膜的功能需求。在滿足工藝要求的前提下，通過不同聚合物的組合，滿足包裝材料的阻隔、熱封、本體強度、抗穿刺、耐環境適性、二次加工特性、延長儲藏和貨架期限等功能需求。而從功能需求分析，由五種聚合物形成的組合已足矣。但在市場上已開始應用七層、九層、十層乃至更多層的共擠出復合薄膜，使之成為一種趨勢，并得到迅速的發展。共擠出復合薄膜的結構設計正逐步要求能系統地達到集功能、技術、成本、環保、安全、二次加工于一體的理想境界。阻隔性　　（1）在阻隔層中用多層相同的聚合物替代單層聚合物，可提高阻隔層的穩定性。例如，設定PA材料為阻隔層，其阻氧率為40個單位。為了保證其阻氧性能的穩定，通常其厚度的設定值為材料的理論計算值＋設備負誤差值＋安全系數。而當我們采用多層相同的聚合物替代時，其厚度的設備負誤差值明顯下降，安全系數明顯提高。　　（2）而當我們確認所設定的阻隔層厚度足以滿足阻隔要求時，則在阻隔層注入多層相同的聚合物替代單層聚合物，這樣可降低阻隔薄膜高附加值原材料的成本。　　（3）在阻隔層中用兩種不同的聚合物替代單一品種的聚合物，可明顯提高其薄膜的阻隔性。例如，將EVOH層與典型的PA層結合在一起，既能保護PA的抗穿刺性，又增加了EVOH的強度，提高了EVOH的防裂性。而對一個五層結構而言要同時使用兩種不同的阻隔層，則其中一層只能在最外層，為了防止外層阻隔薄膜易受外力損傷而導致阻隔效果的下降，通常采用增加PA厚度的方法進行彌補，結果導致成本的提高。其他　　（1）將熱封層和復合層各分為兩組，其中一組采用價格較便宜的聚合物替代價格較高的聚合物，以減少薄膜的成本，同時又保持了薄膜的強度。另一組則使用能滿足其功能要求的功能性聚合物。用多層的概念制作更經濟的復合薄膜。例如，將兩種1kg重的薄膜作比較，五層結構的薄膜所需的材料費比七層結構薄膜所需的材料費高約19%。　　（2）利用層數更多的共擠出薄膜可改良五層以下PA共擠出薄膜的性能。例如，利用附加粘合層可以通過增加薄膜的水蒸汽阻隔作用，提高薄膜的阻隔性能。同時獲得的另一個優點是可以使薄膜更柔軟、手感好并具有良好的防裂性能。　　（3）利用層數更多的共擠出薄膜可改善五層以下PA共擠出薄膜的耐應力翹曲。同時滿足了制袋等二次加工的需要。　　（4）集干式復合薄膜除里印以外的其他功能于一體，使復合工序簡單、復合結構趨于靈活、功能趨于多樣、成本有明顯下降、更具安全性、更符合衛生及環保要求，社會效益和經濟效益更加顯著。　　隨著高分子合成技術的不斷進步，具有獨特物理機械性能的新型聚合物可廣泛用來滿足包裝的需要。多層共擠復合基材薄膜的功能及結構將具有更大的靈活性和經濟性。通過成型設備、工藝的應用及完善，配合復合結構獨特有效的設計，將使薄膜生產商對包裝功能的多樣化、包裝結構的合理化、包裝效益的最大化等理念的追求及思維方式產生革命性的作用。但是科學地運用原料，設計合理的產品結構以及與加工工藝的緊密配合，則是擺在我們每一個復合薄膜生產商面前永無止境的挑戰性課題。因為只有當加工設備、加工原料、結構設計（加工藝）三者的技術資源得到充分利用，并達到最佳狀態時，才能使包裝基材在其最終產品上以最經濟、最合理、最充分、最廉價的形式出現，并滿足市場的需求。十、薄膜的印刷技術　一、塑料薄膜的印前處理　　塑料薄膜一般采用凹版印刷、柔性版印刷以及絲網印刷等工藝，通常在印刷后還要進行復合加工，以達到良好的使用效果。而各種塑料的表面特性，因其分子結構、極性基團、結晶程度以及化學穩定性等因素不同而有很大的差異。這些因素對于印刷油墨的結合牢度、復合薄膜的黏結強度等影響甚大。故在印刷或復合加工前，應視不同塑料的表面性質，適當地進行表面處理，以求獲得優良的加工適性。1．提高薄膜的可印性　　從理論上講，在承印物上要獲得良好的可印性，承印物的表面張力應高于印刷油墨的表面張力。PP、PE膜系非極性高分子材料，化學性能穩定，表面張力小，加之合成樹脂時添加的開口劑、抗靜電劑、耐老化劑等影響，難與油墨黏結。　　為了提高塑料薄膜的表面張力，改善其潤濕性能和黏結性能，從而提高印刷油墨的牢度，常用的表面處理方法有以下幾種。　　①電暈處理法。利用高頻(中頻)高壓電源，在放電刀架和刀片的間隙產生一種電暈釋放現象，對塑料薄膜進行表面處理，這種方法叫電暈處理，也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為：a．通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產生臭氧。臭氧是一種強氧化劑，可以立即氧化塑料薄膜表面分子，使其由非極性轉化為極性，表面張力提高。b．電子沖擊后，使薄膜表面產生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。　　②化學處理法。采用重鉻酸鉀—硫酸等氧化劑溶液處理聚烯烴薄膜表面，使其生成羥基、羰基等極性基團，同時得到一定程度的粗化。　　③光化學處理法。選擇適當波長的紫外線照射高聚物表面，使其產生裂解、交聯和氧化等化學變化。　　目前，生產中多采用電暈處理方法。化學處理法處理時間較長，處理液具有化學侵蝕性，只在不便使用其他處理方法時應用；光化學處理法效果還不夠理想，耗時較長，成本較高。2．防靜電處理　　薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優良的介電性能，電阻高、導電性差。薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產生靜電在印刷過程中使靜電進一步產生和積累，并不易釋放，使薄膜表面聚積大量的靜電荷。薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題，直接影響印品的質量。由于靜電黏連，薄膜問處于缺氧狀態，會阻礙塑料表面里層的固化過程；若遇高溫、高濕環境，更易形成墨層黏連，輕則使印墨移染，增加印刷、分切、整理等工序的難度，重則薄膜互相部連，撕不開，造成印品報廢。十一、塑料的熱封性塑料的熱封性對于軟塑包裝材料來講是十分重要的一個性能要求，因為對于任何一個軟塑包裝制品來講都要做成口袋；都要依靠熱熔融而焊接成口袋A2型式來包裝各種商品，包裝商品后的口袋也要靠熱封來封口，可以說熱封性是軟包裝的主要特性要求，沒有塑料的熱封性，也就沒有軟包裝。　　根據日本工業標準ISＺ15261976中的規定，標準熱封強度是在130～140℃的溫度、1kgF/cm2的壓貼力以及2～3s的熱封時間下熱封LDPE擠出涂布了的熱封層的剝離強度為該樹脂的熱封強度。　　一個樹脂的熱封性有以下幾方面的要求：　　（一）標準熱封強度　　這是熱封用樹脂在最佳熱封條件下的熱封強度。標準熱封強度，對于同一種主要基材薄膜，如：BOPA6而言，標準熱封強度主要受擠出涂布熱封用樹脂的擠復厚度和樹脂的類型的影響。例如：主基材薄膜為BOPA6 15μm厚，以LDPE擠涂復合，熱封在130～140℃的溫度，2kgF/cm2壓力及1s時間下進行，熱封強度kgF/15mm寬同厚度的關系如下：LDPE厚度μm50、60、70熱封強度，kgF/、、。對于同一種LDPE而言，標準熱封強度同樹脂的MI和密度有關，例如：對于PT300＃/擠涂20μ的LDPE而言；150℃，2kgF/，MI＝＝，；MI＝＝ kgT/15mm；MI＝＝，；MI＝9．5，D＝0．917。由此可知熱封強度隨MI的提高，而顯著增加。日本三井石油化學（株）上市了改進了熱封強度水準的新的熱封用樹脂牌號VLLDPE和CSC的特殊聚烯烴，其150℃下熱封強度可達5～6kgF/15mm。　　（二）低溫熱封性（強度）　　所謂低溫熱封強度是表示該樹脂具有較低的熱封溫度，可以在較低的熱封溫度下得到可靠的熱封強度，適宜于高速自動充灌成型設備的要求。這種樹脂的熱封起始溫度低。對于LDPE而言，其低溫熱封性主要受MI和密度的影響。高MI和低密度的LDPE，低溫熱封性好，5乙烯相共聚的樹脂的低強熱封性，受共聚單體的成分和含量有很大的關系，例如：EVA樹脂，隨VA含量的增加密度提高，軟化溫度和熔融溫度降低，EVA樹脂的低溫熱封性變好，EVA結晶度隨VA含量提高而降低，當VA含量超過25%EVA成了無定形聚合物。　　（三）夾雜物熱封性　　夾雜物熱封性是指在熱封樹脂熱封表面感染了灰塵、油膩、臟物、商品內容物粉未等的情況下，其熱封性仍舊較好的一種性能叫夾雜物、熱封性。夾雜物、熱封性在充灌液體、粉米食品或者農藥時尤為重要，夾雜物熱封性較好的樹脂在SurlYN（離子型樹脂）、LLDPE及EMAA、EEA等樹脂。第二部分 共擠吹膜的生產、工藝技術和應用 第一章 基本原料介紹一、常用塑料包裝材料簡介一、聚乙烯（PE）（一） 性能及用途 聚乙烯是典型的熱塑性塑料，為無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末。成型用的聚乙烯樹脂均為經擠出造粒的蠟狀顆粒料，外觀呈乳白色。聚乙烯的分子量在1萬~100萬之間，分子量超過100萬的為超高分子量聚乙烯。分子量越高，其物理力學性能越好，但隨著分子量的增高，加工性能降低。因此，要根據使用情況選擇適當的分子量和加工條件。高分子量聚乙烯是個加工結構材料和負荷材料，而地分子量聚乙烯只適合作涂覆、上光劑、潤滑劑和軟化劑等。聚乙烯的力學性在很大程度上取決于復合物的分子量、支化度和結晶度。高密度聚乙烯的拉伸強度為20~25MPa，而低密度聚乙烯的拉伸強度只有10~12MPa。聚乙烯的伸長率主要取決于密度，密度大，結晶度高，其蔓延性就差。聚乙烯的電絕緣性能優異。因為它是非絕緣材料，其介電常教及介電損耗幾乎與溫度、頻率無關；高頻性能很好，適于制造各種高頻電纜和海底電纜的絕緣層。（二） 品種1． 低密度聚乙烯（LDPE）(1) 性能 ~。分子結構為主鏈上帶有長、短不同支鏈的支鏈型分子。在主鏈上每1000個碳原子中約帶有50個以下的乙基、丁基或更長的支鏈。與高密度和中密度聚乙烯相比，它具有較低的結晶度（55%～65%），較低的軟化點（108?C～126?C）以及較寬的熔體指數（～80g/10min）。由于低密度聚乙烯的化學結構與石蠟烴類似，不含極性基團，所以具有良好的化學穩定性，對酸、堿和鹽類水溶液具有耐腐蝕作用。它的電性能及好，具有導電率低、介電常數低、介電損耗低以及介電強度高等特性。但低密度聚乙烯的耐熱性能較差，也不耐氧和光老化。因此，為了提高其耐老化性能，通常要在樹脂中加入抗氧劑和紫外線吸收劑等。 低密度聚乙烯具有良好的柔軟性、延伸性和透明性，但機械強度低于高密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯。（2）用途 低密度聚乙烯主要用于制造薄膜。薄膜制品約占地密度聚乙烯制品總產量的一半以上，用于農用薄膜及各種食品、紡織品和工業品的包裝。低密度聚乙烯電絕緣性能優良，常用作電線電纜的包覆材料。注射成型制品有各種玩具、蓋盒、容器等。與高密度聚乙烯摻混后經注射成型和中空成型可制管道及容器等。2．高密度聚乙烯（HDPE）（1）性能 ~。分子結構為線型結構，支鏈少，平均每1000個碳原子僅含有幾個支鏈。與低密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯結晶度達80%~90% ，密度大，使用溫度較高，硬度和機械強大較大，耐化學性能好。（2）用途 高密度聚乙烯的用途與低密度聚乙烯不同。低密度聚乙烯約50%~70%用于制造薄膜；而高密度聚乙烯則主要用于制造中空硬制品，約占總消費量的40%~65% 。具體用途有：吹塑法制造各種瓶、罐及各種工業用槽、桶等容器；注射成型制造各種盆、桶、藍、簍、筐等日用成器、日用雜品和家具等；擠出成型制造各種管材、捆扎帶以及纖維、單絲等。此外，還可用于制造電線電纜的包覆材料和合成紙；加入大量無機鈣鹽以后，還可以制造鈣塑包裝箱和家具、門窗等。最近，高密度聚乙烯用于制造高強度超薄薄膜，做食品、農副產品和紡織品的包裝材料發展很快。3．中密度聚乙烯(MDPE)（1）性能 ~，分子結構為支鏈數介于高密度聚乙烯和低密度乙烯之間的線型高分子。結晶度為70%~75%，軟化溫度為110?C~115?C，除兼有高、低密度聚乙烯的性能外，還具有優良的抗應力開裂性、剛性及耐熱性。（2）用途 最適宜于高速吹塑成型制造瓶類，高速自動包裹用薄膜以及各種注射成型制品和旋轉成型制品，如桶、罐等。還可用于電線電纜包覆層。4．線型低度密度聚乙烯(LLDPE)（1）性能 ～。由于線型低密度聚乙烯分子側鏈為短支鏈，分子結構介于線型高密度聚乙烯和帶有長支鏈的高壓法低密度聚乙烯之間，所以其物理機械性能優于普通低密度聚乙烯。在機械性能方面，線型低密度聚乙烯的拉伸強度比普通低密度與乙烯高50%～70%，伸長率高50%以上，耐沖擊強度、穿刺強度及耐低溫沖擊性能均比低密度聚乙烯好。在物理性能方面，在相同密度情況下，線型低密度聚乙烯的熔點比低密度聚乙烯高，使用溫度范圍寬，允許使用溫度比低密度聚乙烯高10?C～15?C。（2）用途 線型低密度聚乙烯可代替低密度聚乙烯制造薄膜、管材、注射成型制品、中空吹塑容器、旋轉成型制品及電線電纜包覆材料等。制得的產品的機械性能比低密度聚乙烯好。所以，制造相同強度的制品時，線型低密度聚乙烯制品可減薄。二、聚丙烯(PP)（一）性能 聚丙烯重量輕，～，是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯具有優良的耐熱性，長期使用的溫度可達100?C～120?C，無載荷時使用溫度可達150?C，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能經受135?C的消毒溫度的品種，因此可制造輸送熱水的管道。聚丙烯的耐低溫性能不如聚乙烯，催化溫度為10?C～13?C（聚乙烯為60?C)。低溫甚至室溫下的抗沖擊性能不佳，低溫下易脆裂是聚丙烯的主要缺點。 聚丙烯是一種非極性所料，具有優良的化學穩定性，并且結晶度越高，化學穩定性越好。除強化性酸（如發煙硫酸、硝酸）對他有腐