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高透明高柔软度PE保鲜膜的研制

  发布日期:2007-7-30 10:03:00   16215人次浏览    【 双击鼠标滚屏 】
 

加工方式的选择

PE是结晶材料,容易结晶,若不快速冷却,势必降低透明度和断裂伸长率。吹塑加工的冷却效果差,结晶度高,薄膜透明度低。又由于吹涨、牵伸,分子取向严重,导致断裂伸长率低;而流延生产的冷却效果好,结晶度低,透明度好,取向度低,所以断裂伸长率高,回缩性好。另外考虑综合协调不同性能等,这里选择三层共挤流延生产工艺。

基材牌号的选择

PE的品种有HDPE、LDPE、LLDPE,熔体流动速率为2g/10min的LLDPE的熔体强度好,适合流延生产。LLDPE有4个碳,6个碳,8个碳的区别,随着碳原子个数的增加,支链长度增加,结晶度降低,生成的共聚物“缠绕和扭结”效应增加,断裂伸长率、穿刺强度及撕裂均提高。

表 1,LLDPE-C4流延膜与PVC保鲜膜的性能比较(厚度均为12μm)

类别
  透光率
  / %
  拉伸强度
 (纵/横)/MPa
  断裂伸长率
 (纵/横)/%
  撕裂强度
 (纵/横)/N/mm
   PVC保鲜膜
94
20/10
151/231
81/95
  LLDPE-C4保鲜膜
92
51/22
370/700
97/128

表1可以看出,LLDPE-C4薄膜横向拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度远远超过PVC保鲜膜,透光率也接近PVC保鲜膜,同时LLDPE-C4价廉、来源广,所以选择LLDPE-C4为基材。保鲜膜要有一定的黏性,所以选用不含爽滑剂及开口剂的LLDPE-C4,如广州石化分公司的DFDA-7042、上海赛科石化公司的LL0220AA、美国埃克森美孚化学公司的LLl002YB等。

增黏剂的选择及用量的确定

表2列出了25℃时不同种类、不同用量增黏剂添加在表层的薄膜(厚度为12μm)黏性对比。

表 2,增黏剂对薄膜黏性的影响

用量/
6
8
12
15
50
100
200
ULDPE
太黏
POE
太黏
PIB母料
太黏

从表2可以看出,不同增黏剂的黏性不同:PIB母料>POE>ULDPE。选用8份PIB母料或12份POE或100份ULDPE可满足黏性要求,用量多了则太黏,不好开卷。

温度对黏性的影响

温度低时薄膜的黏性差,高时黏性则好,这是因为温度低时起黏性作用的链段或分子活动能力弱,薄膜面与面之间起黏性作用的链段或长链绞缠在一起的比率低;温度高时正相反。所以对于没有空调的厂房,生产时应根据温度的变化适当增减增黏剂的用量。

柔韧性、回缩性的改进

由于PE是结晶性材料,纯PE制成的薄膜相对比较硬,柔韧性差,影响浅盘底面黏着,回缩性也差。

将POE、ULDPE、PIB3种材料分别添加至芯层考察薄膜生产情况及浅盘包装底面黏着性、回缩性,柔韧剂用量较少时,薄膜柔韧性不足,影响浅盘底面黏着,易散盘,回缩性一般。用量过多时薄膜过于柔软,收卷不平。根据试验所得的数据,芯层添加25份ULDPE或15份POE或7份PIB母料时,薄膜柔韧适中,浅盘包装底面黏着性及回缩性均较好。

防雾剂种类的选择及用量的确定

防雾剂种类很多,化学组成多数是脂肪酸与多元醇的部分酯化物。中链脂肪酸酯与LLDPE的相容性差,迁移至薄膜表面快,初期防雾效果好,但易被水冲刷,持久性差;长链脂肪酸酯与LLDPE的相容性好,迁移至薄膜表面慢,持久防雾效果好,将这两种防雾剂配合使用,能起到持久防雾效果。

根据试验的结果,因流延生产温度太高(高达270℃),防雾剂不宜直接添加在表层。防雾剂的主要成分为多元醇脂肪酸酯,在高温下不稳定,流失严重:添加在表层的量少,达不到防雾效果,量多了由于大量挥发、分解造成薄膜破洞,既造成防雾剂严重浪费,也影响正常生产。因此防雾剂宜包裹在芯层;ATMER防雾剂析出快,低温防雾效果好,高温由于水汽量大,防雾剂部分被冲刷,防雾效果下降。久置后由于防雾剂大量迁出而在薄面析出,影响薄膜外观,尤其添加量过多时更是如此。RIKEMAL防雾剂与LLDPE的相容性好,防雾效果差,添加量过多也难达到好的效果;ATMER与RIKEMAL配合使用时防雾效果好,但添加量宜适中,过多后薄膜久置会由于防雾剂过量外迁而在薄膜表面形成透明的油雾,从而影响其外观。复合防雾剂的添加量为0.4份。

增黏剂对薄膜外观的影响

根据试验的结果,以PIB为增黏剂生产的薄膜,主机膜外观清晰透明,经过复卷后,薄膜表面有不透明油雾,以ULDPE或POE为增黏剂时主机膜经过复卷后外观没有改变。可能是ULDPE和POE的黏性是靠分子链段的缠绕,黏结力柔和,微观上这些链段在薄膜表面分布均匀,所以主机膜复卷后不破坏薄膜表面防雾剂的均匀分布,而PIB不同,其黏性是依靠析出表面的长链或中、低分子PIB,其黏结力大,在薄膜表面的分布均匀性差,复卷后破坏了薄膜表面防雾剂的均匀分布,从而影响薄膜的透明度。所以保鲜膜的粘层宜选用ULDPE或POE,不宜选用PIB。

防雾剂对薄膜黏性的影响

添加防雾剂的薄膜的黏性比不添加防雾剂的差,这是由于防雾剂迁到表面削弱了薄膜表面黏性链或黏性分子的缠绕力,所以应适当增加增粘剂以满足黏性要求。

新型PE保鲜膜的性能特点

经过改性后的新型PE保鲜膜的撕裂强度优于PVC保鲜膜,断裂伸长率约比PVC保鲜膜高3倍,说明新型Pm保鲜膜比PVC保鲜膜更好拉伸;透湿率更低,更有利于水分的保持;透明度、透气性、防雾效果、浅盘底面黏着性、回缩性与PVC保鲜膜相当。

结论

1)以LLDPE-C4为基材,采用三层共挤流延方法生产的PE保鲜膜具有较高的透明度和柔软度;

2)25℃时,表层添加12份POE或100份ULDPE的PE保鲜膜的黏性较好。对于非标准厂房,生产时应根据温度变化适当增减增黏剂的用量;

3)芯层添加25份ULDPE或15份POE或7份PIB母料时,PE保鲜膜的透明度和柔软度较优;浅盘包装后底面黏着性好,不反弹,回缩性好;

4)芯层添加0.4份复合防雾剂时,PE保鲜膜的防雾效果好。

 

 

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