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多层共挤PE交联热收缩膜的应用

2022-04-29 来源:柳州农业机械网

多层共挤PE交联热收缩膜的应用

多层共挤PE交联收缩膜是近年来在POF收缩膜的基础上开发的一种新型高收缩率双向拉伸收缩膜,它是将多层共挤PE收缩膜通过高压电子束辐射,使PE的分子之间发生交联,由线形链状结构转化为网状结构,从而使产品的物理机械性能发生改变。交联膜生产中通过不同的配方设计和交联度控制,可以制得不同性能要求的产品,适应于不同的包装设备和产品包装。

一、交联工艺原理

塑料加工交联工艺一般包括采用交联原料和射线辐射交联两种方式。从理论上讲,原料中通过加入交联改性剂可以实现分子之间的交联(如电缆收缩套管的生产),但由于交联过程对熔融指数的影响,易产生过程过聚反应,形成大量晶点等不熔物从而影响制膜过程,因此采用交联原料进行交联薄膜的生产非常困难,而一般采用辐射交联方式生产交联薄膜。

辐射交联原理:

普通PE分子为稳定的 线形链状结构,在高压电子束的辐射下,大量的能量引入打断C-H键,形成的分子之间的自由基之间结合成稳定的 键,使PE的线形结构转化为网状结构,从而使产品的性能发生变化。由于PE材料的可选择性,不同品种的PE树脂和不同的交联度会使膜表现出不同的物理机械性能。

PE分子交联前后结构变化示意图如下:

二、多层共挤PE交联收缩膜生产工艺

多层共挤PE交联收缩膜的生产工艺分为两种,即在线交联和非在线交联。

1.在线交联:是在吹塑法双向拉伸工艺中引入高压电子束辐射装置(EB),在线连续生产中发生辐射交联,收取的原膜卷已成为交联膜。

在线辐射过程一般在初膜管水冷却后进行,该过程中会置换释放出氢气,因此初膜管氢气排放技术至关重要。

2.非在线交联:是首先利用吹塑法双向拉伸工艺制得多层PE收缩膜原膜卷后,在生产线外对膜卷通过复卷方式进行电子束辐射交联。

非在线交联工艺简单,无氢气累积,安全性好。

多层共挤PE交联收缩膜生产工艺简图如下:

混料共挤—初膜管—水冷—辐射(在线交联)—牵引—预热—二次吹胀—风冷—展平—牵引拉伸—剖切—收卷—辐射交联处理(非在线交联)

3.在线交联和非在线交联的比较

三、多层共挤PE交联收缩膜同POF收缩膜相比表现出其优越性:

1.交联膜收缩率比POF膜更高(双向均在70%以上,POF膜为60%),收缩温度降低。见图例1。

2.比POF膜热封强度高,热封温度范围宽。见图例2

3.交联膜包装后膜表面摩擦不存在POF膜易出现的脱层问题。

4.交联膜时效处理和储存过程中收缩率降低量比POF膜低。

5.交联膜的厚薄均匀度优于非交联膜。

6.交联膜挺度和表面硬度增加,耐表面机械划伤。

7.交联膜耐冲击强度高于非交联膜。

8.利用特殊配方和工艺控制参数可以制得高收缩率、低收缩力的交联收缩膜,而POF膜不可以。

9.由于交联膜起始收缩温度降低,在商品包装过程中一定程度上增加收缩时间,使收缩过程缓和,降低了被包装物变形和损伤的机会。

10.交联膜较低的起始收缩温度和宽的热封温度范围,对包装和收缩设备要求降低,一定程度上可以比使用POF膜降低用户的设备投资。

四、多层共挤PE交联收缩膜的应用

多层共挤PE交联收缩膜是在POF收缩膜的基础上开发的新型高收缩包装材料,适合于目前所有POF收缩膜应用领域,更适于高速包装,由于其性能更优于POF收缩膜,在现有POF膜应用领域使用效果更好,如脱层、开封、收缩不充分、表面损伤等POF膜易出现的质量问题出现的几率大大降低,且对包装设备要求降低,尤其适合包装设备技术水平相对较低的亚洲国家。

另外由于在线PE交联膜原料选择范围相对较宽,容易开发系列产品,形成产品功能化,满足产品包装专业化要求,开发更广泛的应用领域。如纸张、证券、书刊、纸盒等所需低收缩力收缩膜及耐化学腐蚀性收缩膜、阻隔性收缩膜等,具有广阔的发展前景。

五、交联收缩膜的回收

交联膜由于分子结构的变化,使其熔点提高,熔融指数随交联度的提高而降低,无法与所需新料共混使用,因此一般不能进行在线回收,产品转化率较低,成本高。

根据原材料和交联度不同分别回收造粒后测定熔融指数,用于其它相近熔指的PE材料共混使用或用做填充料使用。

六、PE交联收缩膜发展情况

采用辐射交联技术生产塑料包装膜起源于二十世纪六十年代的美国,最早用于高强度阻隔膜的生产。在多层共挤PE收缩膜行业的应用始于九十年代,由于该工艺较复杂,设备投资大,受专利技术的约束,设备基本未形成商业化生产,使交联PE收 缩膜产品尚未形成规模化生产,目前只有少数几个国家(美国、法国、日本等)厂家生产,国内所需产品全部为进口产品,价格昂贵,目前属于高附加值产品,一般用于高速包装和对薄膜特殊性能要求的包装领域。

作者: 李霖雨

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