聚乙烯是由乙烯單體為主通過聚合反應生成的一種熱塑形高分子材料。不同聚乙烯產品由于其聚合方法、催化劑、共聚物種類和分布、分子量分布等不同,最終成形薄膜的化學性能會相差甚遠。其實,決定薄膜最終性能的不僅原材料本身,薄膜的加工工藝也是至關重要的誘因。
在薄膜擠出成形的工藝中,“吹塑法”和“流延法”是較為常見的兩種工藝。下邊由小編為你們就這兩種加工工藝做個簡單的介紹和對比。
注塑法
這些工藝主要分為上吹水冷和下吹風冷兩種方式。
上吹水冷,顧名思義,是聚乙烯由螺桿加熱剪切后,由模頭向中將材料擠出,產生一個向下牽引的膜泡。低溫熔體的聚乙烯從模頭擠出后,由冷卻風將其進行降溫固化。冷卻風的風量和濕度決定膜泡穩定性和材料結晶的速率。冷卻越快,材料結晶越小,聚乙烯分子取向越高,薄膜的拉伸性能會驟然發生變化。不僅冷卻風的影響,整個擠出牽引的速率,膜泡的大小,膜泡穩定性等等也會影響最終薄膜的性能。膜泡由機器上方的“人”字形夾板折疊成單層的筒膜,并由前端收卷裝置完成一端收卷(最終以筒膜方式收卷)薄膜制備,或則兩端分切收卷(最終以片膜的方式收卷)。
圖1上吹水冷示意圖
下吹風冷,基本組件與上吹式相同,主要不同的是在冷卻方法,下吹以循環冷卻水作為冷卻的主要方法。選擇下吹常常由于原材料或配方在給定薄膜長度和膜泡大小條件下,熔融硬度不夠支撐上吹式的膜泡。下吹薄膜會和冷卻水接觸,再經過洗凈的過程。通常熔體指數1~2g/10min的聚乙烯都比較適宜上吹,然而薄膜越厚,須要的熔融硬度越高,當長度超過一定程度,就要用下吹風冷的工藝來制備和生產了。
圖2下吹風冷示意圖
流延法
簡單的說,假如吹膜是一個圓環型的模頭作出筒膜的款式,這么流延就是一個平面的模頭生產出片膜的工藝。因為沒有膜泡,并且有金屬冷卻輥的迅速冷卻作用,流延工藝一般不須要很高的熔融硬度,原材料的熔體指數通常在3~5g/10min,流動性好,易加工。相比吹膜,更好的冷卻效率促使薄膜光學性能更好,薄厚誤差更低,高熔指的原材料不易形成因過度剪切引起的晶點。流延加工的薄膜由于熔指高、結晶小和平整度高,一般表現出比吹膜更優異的熱封性能。其實,因為流延只有雙向拉伸,與吹膜的單向拉伸比上去,一些化學性能可能會稍弱,但可以通過配方的調配來進行填補。流延的原材料因良好的加工性能,一般不含額外的加工涂料(PPA)等添加劑,是制備對含量、潔凈度要求高應用的最佳工藝選擇。
圖3流延機示意圖
表1吹膜和流延的工藝比較
由于吹膜和流延加工方法的不同薄膜制備,在原材料選擇上,流延會選用熔體指數更高,流動性更好,添加劑更少的原料;在加工體溫上,流延會采用相對略高的水溫設置來達到更高的產值和更少的晶點;因為流延的冷卻療效更好,生產下來的薄膜在熱封、光學性能以及薄厚誤差上更優異;只要優化好配方,在薄膜化學機械性能上,流延薄膜也可以達到吹膜同樣的療效。
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