Влияние параметров переработки на свойства рукавных пленок [1,8,12]
Температурные режимы экструзии пленок |
Для производства полимерных пленок методом экструзии с раздувом применяют материалы с весьма ограниченным диапазоном ЛТР. ММР (молекулярно-массовое распределение) и т. п. Основные технологические параметры также меняются в узк их пределах, чтобы обеспечить форм< >устоичивость рукава.
Таблица 3.1
|
Б табл. 3.1 представлены температурные режимы экструзии рукавной заготовки из полиолефинов Из таблицы видно, что температура зоны I выше температуры плавления, хотя полимер здесь не должен плавиться. Причина этого заключается в том, что температурные диапазоны (табл. 3.1) следуют из показаний термопар, расположенных в теле цилинлра близко к нагревательным элементам. Поэтому они не отражают истинной темпера туры полимера в этой зоне. Для машин г. диаметром шнека более 60 мм предусмотрено охлаждение последнего водой, и, следовательно, температура гранул, примыкающих к его поверхности, ниже.
Температу рные режимы, приведенные в табл 3 1, зависят также от конструкции маш ип, ти] ia нагревательной системы, месторасположения термодатчиков и т. и и Moiyr колебаться в широких пределах
Большое значение имеют величины давлени я расплава до сеток и после них (в головке). При переработке ПЭНП давление до сеток может быть в пределах 15 — 25 МПа, после сеток 10—15 МПа, для ПЭВП — соответственно 18 — 2В и 13 -18; для ПП — 20- 30 и 15 — 20.
Частота вращения шнека зависит от его геометрии, от L/D. D, раз меров пленки и т д При варьировании Н, ер и ев происходят самые значительные изменения механических и других свойств готовых пленок |27,40]
На рис 3.16 — 3.18 показано влияние Г и /Уна некоторые характеристики пленки при условии постоянства других технологических параметров процесса. Увеличение глянца и уменьшение коэффициента трения пленок с ростом Т позволяют говорить о том что при этом уменьшается эластическая турбулентность расплава, полнее проходят релаксационные процессы При увеличении Т уменьшаются макр< (дефекты (прод< >л ьные полосы, локальные ут< >лщения, дефекты типа «рыбий глаз», «гелики» и т. д.), изменяется надмолекулярная структура определяемая температур* >й и временем кристаллизации Повышение Т, а также увеличение ПТР ведет к улучшению оптических свойств пленок. Поэтому для получения одновременно глодк их и блестящих пленок рекомендуется повышать Тэ или снижать значение N (см рис. 3.18). Для этих целей лучше применять полимерс минимально допустимой молекулярной массой.
Рис.3 16 Зависимостьмучногти (М), глянцевитости (Г) рукавной ПП-пленки от средней темперагуры Г головки: 1,1 — быстрое и 2 2 — медленное охлаждение рукава |
Изменение режимов охлаждения пленки существенно влияет на ее оптические свойства и отражается в такой комплексной характеристике, как высота линии кристаллизации Н (рис. 3,19) Чем выше Н, тем более длительное время расплав охлаждается — С учетом того, что в это же время происходит одно — или двухосная вытяж ка пленки, ее структура претерпевает значительные изменения.
200 240 280 Гэ, "С
Рис 3 /7. Зависимость коэффициента трения/ ПП-пленхи от Т, экструзии (в головке). 1 — быстрое и 2 — медленное охлаждение
М
Рис. 3.18 Зависим* >сть мутноеги М от числа оборот ов N шнека при экструзии рукавной пленки из ПЭНП |
Так, с увеличением И (см. рис. 3.19) за счет либо уменьшения интенсивности обдува заготовки, либо увеличения частоты вращения шнека N или 7 растет мутность пленки из 11ЭНП. Это связано с тем, чго возрастает время кристаллизации полимера, происходит формирование более крупных надмолекулярных образований, т. е возрастают структурные неоднородности пленок. Начиная с И — 200 — 300 мм и вы] ие 1 лянец пленки также у меньшается
При условии постоянства ер и ев с увеличением //прочность прак- 1 ически не меняется, но неско. лько возрастает модуль упругости, что свидетельствует о небольшом росте степени кристалличности
Наиболее существенное влияние на прочностные свойства пленок оказывают величины z и{_ (рис. 3 20,3.21). Действительно, с увеличением, например, с благодаря возрастанию ориентации макромолекул существенно возрастает а. При одновременном возрастании е^ и ев прочность пленок увеличивается в обоих направлениях. С возрастанием а относительное удл инение при разрыве образцов несколько уменьшается Возраста] ше сг при раздуве или вытяжке у пле • нок относительно невелико, так как в расплавленном состоянии доля высокоэластическок деформации мала из-за интенсивных процессов релаксации ориепги] >уемых макромолекул.
Ар, МПа
Рис. 3.20. Зависимость пр< >чносч и стр От степени вытяжки £ рукавной пленки из ПЭНП: 1 — в продольном и 2 — в поперечном направлении вьпяжки |
21 |
19 |
17 |
15 |
3 |
2 |
Рис. 3.21. Зависимость колебаний средней толщины (разнотолщинности) А пленки из ПЭ1 ill от толщины формующей щели |5 (/, 2) и степени раздува е} рукава (Л2): 1, Г — в поперечном и 2, 2′ — в продольном I [аправле1 ши дл ины |
1 2 3 4 £р |
Существенной характеристикой качества пленки является ее раз — нотолщинность. Универсальной зависимости влияния тех или иных параметров техн< )логик на разнотол и чинность нет, так как значительное влияние оказывают равномерность охлаждения, тип машин, качество выполнения щелевой кольцевой головки, точность регулирования зазора щели, гомогенность расплава и т д. Однако для конкретной установки [21] разработана методология определения закономерностей влияния режимов производства пленок на их толщину и разнотолщинногть [26].
На рис. 3.21 показано, как меняется разпотолщинность Д полиэтиленовых пленок в зависимости от ширины зазора в головке бщи степени раздува рукава вр. Из этого рисунка следует: Щ при очень мал<>м или слишком большом заз<>ре 5 значение Д больше, чем при оптимальном 2) с увеличением вьгтя иски пленок Д возрастает. Последнее связано с тем, что чем больше t: , ев расплава, тем в большей степени сказываются разнотолщинность экструдируемого рукава, его температурная неоднородность: участки с меньшей толщиной или большей температурой утончаются в большей степени, чем соседние толстые или менее нагретые
Большое влияние па геометрическую стабильность при повышенных температурах оказывает ориентация пленок Чем выше ориентация (и прочность), тем больше усадка пленок. Это свойство может быть полезным для специал] ,но получаемых у< :адочных пленок, применяемых для упаковки различных предметов.
Производство тары из полимерных пленок и листов29 ноября, 2012