聚乙烯是由乙烯单体为主通过聚合反应生成的一种热塑形高分子材料。不同聚乙烯产品由于其聚合方法、催化剂、共聚物种类和分布、分子量分布等不同,最终成形薄膜的化学性能会相差甚远。其实,决定薄膜最终性能的不仅原材料本身,薄膜的加工工艺也是至关重要的诱因。
在薄膜挤出成形的工艺中,“吹塑法”和“流延法”是较为常见的两种工艺。下边由小编为你们就这两种加工工艺做个简单的介绍和对比。
注塑法
这些工艺主要分为上吹水冷和下吹风冷两种方式。
上吹水冷,顾名思义,是聚乙烯由螺杆加热剪切后,由模头向中将材料挤出,产生一个向下牵引的膜泡。低温熔体的聚乙烯从模头挤出后,由冷却风将其进行降温固化。冷却风的风量和湿度决定膜泡稳定性和材料结晶的速率。冷却越快,材料结晶越小,聚乙烯分子取向越高,薄膜的拉伸性能会骤然发生变化。不仅冷却风的影响,整个挤出牵引的速率,膜泡的大小,膜泡稳定性等等也会影响最终薄膜的性能。膜泡由机器上方的“人”字形夹板折叠成单层的筒膜,并由前端收卷装置完成一端收卷(最终以筒膜方式收卷)薄膜制备,或则两端分切收卷(最终以片膜的方式收卷)。
图1上吹水冷示意图
下吹风冷,基本组件与上吹式相同,主要不同的是在冷却方法,下吹以循环冷却水作为冷却的主要方法。选择下吹常常由于原材料或配方在给定薄膜长度和膜泡大小条件下,熔融硬度不够支撑上吹式的膜泡。下吹薄膜会和冷却水接触,再经过洗净的过程。通常熔体指数1~2g/10min的聚乙烯都比较适宜上吹,然而薄膜越厚,须要的熔融硬度越高,当长度超过一定程度,就要用下吹风冷的工艺来制备和生产了。
图2下吹风冷示意图
流延法
简单的说,假如吹膜是一个圆环型的模头作出筒膜的款式,这么流延就是一个平面的模头生产出片膜的工艺。因为没有膜泡,并且有金属冷却辊的迅速冷却作用,流延工艺一般不须要很高的熔融硬度,原材料的熔体指数通常在3~5g/10min,流动性好,易加工。相比吹膜,更好的冷却效率促使薄膜光学性能更好,薄厚误差更低,高熔指的原材料不易形成因过度剪切引起的晶点。流延加工的薄膜由于熔指高、结晶小和平整度高,一般表现出比吹膜更优异的热封性能。其实,因为流延只有双向拉伸,与吹膜的单向拉伸比上去,一些化学性能可能会稍弱,但可以通过配方的调配来进行填补。流延的原材料因良好的加工性能,一般不含额外的加工涂料(PPA)等添加剂,是制备对含量、洁净度要求高应用的最佳工艺选择。
图3流延机示意图
表1吹膜和流延的工艺比较
由于吹膜和流延加工方法的不同薄膜制备,在原材料选择上,流延会选用熔体指数更高,流动性更好,添加剂更少的原料;在加工体温上,流延会采用相对略高的水温设置来达到更高的产值和更少的晶点;因为流延的冷却疗效更好,生产下来的薄膜在热封、光学性能以及薄厚误差上更优异;只要优化好配方,在薄膜化学机械性能上,流延薄膜也可以达到吹膜同样的疗效。
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