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LLDPE拉伸膜、保鮮膜的生產與應用研究

發布時間:2014-11-06   閱讀:856次
本文著重介紹流延法LLDPE拉伸膜的生產工藝,并對薄膜粘性的控制、物理機械性能的控制進行探討;同時對拉伸膜的應用形式進行闡述,對不同拉伸比的LLDPE拉伸膜適用于不同的包裝形式進行討論。 

    LLDPE拉伸膜 

    拉伸膜,又叫纏繞膜,國內最早以PVC為基材,DOA為增塑劑兼起自粘作用生產PVC纏繞膜。由于環保問題、成本高(相對PE比重大,單位包裝面積少)、拉伸性差等原因,當1994~1995年國內開始生產PE拉伸膜時逐步被淘汰。PE拉伸膜先是以EVA為自粘材料,但其成本高,又有味道,后發展用PIB、VLDPE為自粘材料,基材現在以LLDPE為方,包括C4、C6、C8及茂金屬PE(MPE)。 

    早期LLDPE拉伸膜以吹膜為多,從單層發展到二層、三層;現在以流延法生產LLDPE拉伸膜為主,其流程見下圖,這是因為流延線生產具有厚薄均勻、透明度高等優點,可適用于高倍率預拉伸的要求。由于單層流延做不到單面粘,應用領域受到局限。單、雙層流延在材料選擇上沒有三層流延的廣,配方成本也高,所以還是以三層共擠的結構較為理想。優質的拉伸膜應具有透明度高,縱向伸長率高,屈服點高,橫向撕裂強度高,穿刺性能好等特點。 

    生產工藝條件 

    流延法生產由于流道長而窄,流動速度快,熔體溫度范圍一般控制在250℃~280℃,流延冷卻輥的溫度控制在20℃~30℃,收卷張力要低,一般在10kg以內,以利粘性劑遷出,同時減少成品膜內應力。 

     粘性的控制 

    良好的粘性使貨物外面的包裝膜層與層粘在一起使貨物牢固,粘性的獲取方法主要有兩種:一種是在高聚物里添加PIB或其母料;另一種是摻混VLDPE。PIB為半透明粘稠液體,直接添加需有專用設備或對設備進行改造,一般均采用PIB母料。PIB的遷出有個過程,一般要三天,另外還受溫度影響,氣溫高時粘性強;氣溫低時不太粘,經拉伸后粘性大大降低。也因此成品膜最好貯存在一定的溫度范圍內(建議貯存溫度在15℃~25℃)。摻混VLDPE,粘性稍差,但對設備沒有特殊要求,粘性相對穩定,不受時間控制,但也受溫度影響,氣溫高于30℃時相對較粘,低于15℃時粘性稍差,可通過調節粘層LLDPE的量,以達到所需的粘度。三層共擠多采用這種方法。 

 物理機械性能的控制 

    高的透明度有利于貨物的識別;高的縱向伸長率有利于預拉伸,且節省材料消耗;良好的穿刺性能及橫向撕裂強度允許薄膜在高拉伸倍率下遇到貨物尖銳的角或邊不斷裂;高的屈服點使包裝后的貨物更緊固。 

    流延法生產的膜透明度高,這里不著重討論。隨著材料共聚單體C原子個數的增加,支鏈長度增加,結晶度降低,生成的共聚物“纏繞或扭結”效應增加,所以伸長率提高,穿刺強度及撕裂強度也都提高。而MPE是高立構規整聚合物,分子量分布很窄,可以準確控制聚合物的物理性能,所以在性能上又有進一步的提高;又由于MPE分子量分布窄,加工范圍也窄,加工條件難以控制,通常添加5%的LDPE,以降低熔體粘度,增加薄膜的平整度。 

    MPE的價格也高,為了降低成本,通常采用MPE與C4-LLDPE搭配使用,但并非所有的C4-LLDPE都能與之搭配,應有所選擇。機用拉伸膜多采用C6、C8材料,容易加工,能滿足各種包裝要求。手工包裝由于拉伸倍率低,多采用C4材料。 

    材料密度也影響著薄膜的性能。隨著密度的增加,取向度提高,平整度好,縱向伸長率提高,屈服強度提高,但橫向撕裂強度、穿刺強度及透光率均下降,所以綜合各方面的性能,往往在非粘層添加適量的中密度線性聚乙烯(LMDPE)。添加LMDPE還可以降低非粘層的摩擦系數,避免包裝好的托盤與托盤粘連。 

    冷卻輥溫度的影響。冷卻輥溫度升高,屈服強度提高,但其余性能下降,所以一般冷卻I輥的溫度控制在20℃~30℃為宜。流延線的張力影響薄膜的平整度及收卷松緊度,若使用PIB或其母料作為粘層,還影響PIB的遷出,降低薄膜最終的粘度。張力一般不大于10kg,太大了應力殘存于膜卷內,使伸長率等性能下降,容易造成斷膜現象。拉伸膜的應用形式 

    拉伸膜的應用領域很廣,主要是與托盤配合使用,對零散商品進行整集包裝,代替小型集裝箱。由于它可降低批量貨物運輸包裝成本30%以上,因而被廣泛應用于五金、礦產、化工、醫藥、食品、機械等多種產品的整集包裝上;在倉庫貯存領域,國外也較多地利用拉伸纏繞膜托盤包裝進行立體貯運,以節省空間和占地。主要使用形式如下: 

    密封包裝 

    這種包裝類似于收縮膜包裝,膜繞著托盤把托盤全包起來,然后兩個熱抓子把兩端的膜熱封在一起。這是纏繞膜最早的使用形式,并由此發展了更多的包裝形式 

    全寬包裝 

    這種包裝要求膜寬足夠覆蓋托盤,托盤的形狀規則,所以使用起來有它的,適合薄膜厚度為17~35μm

手工包裝 

   這種包裝是纏繞膜包裝中最簡單的一種,膜裝在一個架上或由手持,由托盤轉動或膜繞托盤轉。主要用在包好的托盤破損后的重新包裝,及普通的托盤包裝。這種包裝速度慢,適合的薄膜厚度為15~20μm; 

   托盤機械包裝 

   這是一種最普遍最廣泛的機械包裝形式,由托盤旋轉或膜繞托盤旋轉,薄膜固定在支架上可上下移動。這種包裝能力很大,每小時約15~18盤。適合的膜厚約15~25μm; 

   臥式機械包裝 

   不同于其它包裝,由膜繞著物品轉,適合于長的貨物包裝,如地毯、板材、纖維板、異形材等; 

   •紙筒的包裝 

   這是纏繞膜的最新用途之一,比起老式的紙筒包裝用纏繞膜包裝更好。適合的膜厚為30~120μm; 

   •小物品的包裝 

   這是纏繞膜的最新包裝形式,既可以減少材料消耗,還可以縮減托盤的存放空間,在國外,這種包裝最初介紹于1984年,僅僅一年后,市場上就出現了許多這樣的包裝,此包裝形式具有巨大的潛力。適合膜厚15~30μm; 

   •管和電纜的包裝 

   這是纏繞膜在特殊領域應用的一個例子,包裝設備安裝在生產線的最后,完全自動拉伸膜既可以代替帶子捆住材料,又可以起保護作用。適用的厚度為15~30μm。托盤機構包裝的拉伸形式 

   拉伸膜的包裝都須經過拉伸,托盤機械包裝的拉伸形式有直接拉伸和預拉伸。預拉伸又分為兩種,一種是輥預拉伸,一種是電動拉伸。 

   直接拉伸是在托盤與膜之間完成拉伸。這種方法拉伸倍率低(約15%~20%),若拉伸倍率超過55%~60%,超過了薄膜原有的屈服點,膜寬了減少了,穿刺性能也損失掉,膜很容易斷。且在60%拉伸率下,拉力還很大,對于輕的貨物,很可能使貨物變形。 

   預拉伸是由兩根輥完成的。輥預拉伸的兩根輥是由齒輪單元連結在一起,拉伸倍率可以依齒輪比不同而不同,拉力由轉盤產生,由于拉伸是在短距離內產生,輥和膜之間的摩擦力又大,所以膜寬不縮,薄膜原有的穿刺性能也保持下來了。實際纏繞時沒有拉伸發生,減少了由于尖銳的邊或角造成的斷裂,這種預拉伸可以使拉伸倍率提高到110%。 

   電動預拉伸的拉伸機理與輥預拉伸相同,不同的是兩輥由電帶動,拉伸完全與托盤的轉動無關。所以適應性更強,輕的、重的、無規則的貨物都適用,由于包裝時張力低,所以這種方法預拉伸倍率高達300%,大大地節約材料降低成本。適合膜厚15~24μm。 

足球比分网    綜上所述,拉伸膜的應用領域非常之廣,而國內很多的領域還未涉及,已涉及的許多領域也未普遍使用,隨著應用領域的擴大,拉伸膜的用量必將大大增長,其市場潛力是不可估量的。所以我們有必要大力推廣拉伸膜的生產和應用。 

LLDPE保鮮膜 

  LLDPE是由乙烯和a-烯烴在低壓條件下共聚而成的低密度聚乙烯強度性能、抗拉性能及抗穿刺性能優良,加工性能也較好,可以不加增塑劑而吹塑成型。但是LLDPE用作食品包裝因其阻氣性較差而不能滿足食品較長時間保質的要求。為改善這一性能,可向PE中加入丁基橡膠或異丁烯共混.共混物內部由多相體構成.獲得的LLDPE制成薄膜成為性能優良的第三代PE產品它價格較貴但性能優良,在食品包裝上有發展前途。 PVC保鮮膜是由氯乙烯單體加聚合成的高分子化合物。PVC熱穩定性差.其鉆流化溫度接近其分解溫度為此需要加入一定量的穩定劑和增塑劑以改善其成型加工性。根據加入增塑劑的數量不同,可獲得不同品種的塑料。增塑劑量達樹脂含量的30%一40%時構成軟質聚氯乙烯也就是我們所使用的保鮮膜增塑劑t小于5%或不加增塑劑時構成硬質聚氛乙烯。與其他保鮮膜相比PVC保鮮膜成本低價格便宜。因此,產銷量極大。 

  PVC本身是一種無毒聚合物,但其原料中單體氯乙烯有麻醉作用,同時還有致癌和致畸作用對人體安全限f為1毫克/公斤體重。 PVC保鮮膜中的穩定劑是該材料用于食品包裝的另一個不安全因素,PVC塑料所用的穩定劑大多為金屬鹽類和皂類其中鉛鹽、鎬鹽鋇鹽等都有較強的毒性,是食品包裝所不允許的。 

足球比分网   由于PVC保鮮膜不耐熱如果進行加熱處理.或在微波爐中使用PVC就會發生裂解使已經聚合的VC釋放出來污染食品。所以PVC保鮮膜不能用于覆蓋較熱食物或在微波爐中使用。另外,包裝材料中的某些成份向食品發生遷移的現象幾乎是不可避免的,保鮮膜中的添加劑、低聚物和單體都會向食品中遷移。增塑劑含量貯存時間、溫度、食品脂肪含量和接觸面積.都會影響它向食品中遷移的量。 因此目前市場上的大部分PVC保鮮膜不能直接覆蓋高油脂食物、魚、肉、蛋及乳制品,只可用于果蔬的外包裝。相比較而言,LLDPE保鮮膜安全系數高,市場前景廣闊。 

LLDPE保鮮膜與PVC 保鮮膜之比較 

  • 非PVC類保鮮膜,完全沒有使用增塑劑(DEHA等)對健康完全無害。 

  • 比重小,重量輕即相等于廢棄物(垃圾)的減少。 

  • 多層PE保鮮膜即使燃燒也只是會產生二氧化碳和水,對環境沒有任何影響。 

  • 當達到熱極點時,也不會發生氯化氫氣體 

  • 實現了與PVC保鮮膜同樣的使用性能,粘著性、伸縮性等性能與PVC保鮮膜相同。 

  • 防止被包裝商品的減量與干燥。與PVC保鮮膜比較,水蒸氣透過率小,可以防止商品的水分蒸發與干燥。 

  • 伸縮率和操作性高,可以有效節省保鮮膜的使用量。 

  • 高透明度與光澤度,優越的防霧性能,可以充分表現生鮮食品的自然光澤與鮮艷的顏色。 

  • 有充分的復原性,能夠長時間保持包裝的狀態。物理性能 

  項目 單位 多層PE系保鮮膜(PHM) 

  透明度 % 1.2 

  光澤度 % 110 

  引裂強度 N/mm 120/130 

  拉伸斷裂強度 N/cm² 4800/5200 

  拉伸破斷延伸率 % 540/610 

  透濕率 g/m2.24hr(25℃) 18 

  氧氣透過率 mol/m2.s.Pa(23℃) 12.8×10-11 

  二氧化碳透過率 mol/m2.s.Pa(23℃) 55.2×10-11 

  防霧特性 --- ◎ 

  多層PE系保鮮膜與PVC保鮮膜、單層PE膜的性能對比表 

  項目 多層PE系保鮮膜 PVC保鮮膜 單層PE膜 

  防褶皺性 ◎ ◎ ╳  


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