摘要:對電子沖擊后的聚乙烯(PE)薄膜的熱封性能進行理論分析,確定選用結(jié)晶度高的PE樹脂,及具有長支鏈的PE樹脂和EVA共混作為電暈層,生產(chǎn)出的薄膜既具有較好的印刷性,同時又具有良好的熱封性能。 關(guān)鍵詞:PE 高結(jié)晶度 長支鏈 EVA 共混 電暈面熱封 聚乙烯屬于非極性材料,其薄膜表面張力低,一般通過電暈處理方式使其表面張力達38dyn/cm以上可獲較好的印刷效果。本研制在于選擇合適的原輔材料及合理的工藝配方,擠出吹塑成型的PE薄膜經(jīng)電暈處理后,被處理面不影響雙面(折疊)熱封強度及其他綜合性能。 電暈處理(Corona treatment)是一種在高頻高壓下令電子加速離開電極,遇空氣中的分子形成氧的自由基,自由基和高速電子撞擊通過聚合物薄膜表面的一種過程。在此過程中,PE薄膜表面均發(fā)生一系列物理化學(xué)變化:①在薄膜表面形成許多凹凸不平層面,使表面粗化。②自由基和高速電子作用于薄膜表面,使表面層分子部份斷鍵,引起自由基加速反應(yīng)。③氧的自由基對C-C鍵進行氧化,生成羰基(-C=O)、羥基(-OH)、羧基(-COOH)等極性基團。④表形成交聯(lián)。 從電暈處理機理分析可看出,PE薄膜在電暈面發(fā)生了一系列的化學(xué)變化,其表面分子形成部分斷裂,分子鏈之間進行了交聯(lián)變化重組,因此,對大多數(shù)PE材料而言,電暈處理后由于PE薄膜表面發(fā)生變化,使表面層強度下降,熱封后變化了的表面層很容易從整體上剝落下來,從而導(dǎo)致熱封不牢。就目前而言,可采用兩種途徑解決電暈后熱封強度下降的問題:第一種是將PE薄膜表印后在其表面層上擠涂一層熱封材料,此種方法優(yōu)點在于能保證膜面的衛(wèi)生性,但成本相對偏高,制造周期相對較長。第二種方法是通過選用特殊材料進行結(jié)構(gòu)配方設(shè)計,對特殊性能的原輔材料進行共混擠出,以達到電暈處理后不影響熱封性能的目的。 在實際選材應(yīng)用中有兩個理論依據(jù):第一,電子沖擊對非晶區(qū)的破壞程度比對晶區(qū)的破壞程度高。但要注意使用高結(jié)晶度的樹脂會使薄膜的霧度增加,透明度降低,光澤度下降,設(shè)計配方時必須調(diào)整; 第二,長支鏈結(jié)構(gòu)的分子其支鏈在空間伸展,對主鏈起一定的保護作用,減少了電子沖擊對主鏈的斷裂程度。第三,電暈量的大小直接影響PE薄膜的處理程度,電暈量太大,會使第一、第二種樹脂的優(yōu)勢喪失,因此應(yīng)適當控制電暈量。電暈量的大小可由以下公式進行計算:D=P/(B*V)D—電暈量(W.min/m2)P—發(fā)電機功率(W)B—電暈寬度(m)V—薄膜運動速度(m/min)第四,生產(chǎn)出的薄膜必須在一定時期內(nèi)使用,因為電暈量會隨薄膜擺放時間的延長而衰減,特別是在潮濕的環(huán)境中存放。(電暈衰減隨薄膜存放時間的變化曲線圖如下所示)從以上分析可以基本擬定聚乙烯雙面熱封膜電暈層材料選型,可選用HDPE(70~80%結(jié)晶度)、具有長支鏈結(jié)構(gòu)的LLDPE(10~20%茂金屬線型聚乙烯)樹脂,具有良好熱封相容性能的EVA、適量增透劑等進行共混即可。該產(chǎn)品對生產(chǎn)設(shè)備無特殊要求,用單層擠出機或二層、三層共擠出吹膜機組均可生產(chǎn)。從應(yīng)用性能及綜合成本上考慮,選用三層共擠吹膜機組比較適宜。 作者: 聶文梅 張家仁 周保華 來 自: 貴陽友信軟塑包裝材料有限公司
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