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复合薄膜加工技术的特点与选择键鼠套装马车螺栓塑料制品DVD安全阀Frc

发布时间:2024-01-08 20:18:21 阅读: 来源:灯笼厂家

复合薄膜加工技术的特点与选择

一、引言

由于复合薄膜可以把各层薄膜材料的优异性能结合起来,所以,这种复合材料在包装行业以及工农医等其他行业中都得到广泛应用。

在包装行业,一种常用包装袋复合材料就是纸/PE/铝箔/PE四层材料的复合。不少工厂在这种复合材料结构中三个界面上使用粘合剂,而在某些场合下,在粘合这四种基材时,使用了三个不同的工艺程序或在顺列式层合机上完成复合过程。有些工厂则通过挤出工序把纸张复合到金属箔上去。同时,这种复合材料还要经过PE层的挤出涂布工序,或者使得原有基材与PE层之间实施粘结层合。

在医药行业,常用的一种复合材料是通过聚酯/PE/铝箔/PE的组合而成。这种组合加工情况与上述相似。所有这四种基材的复合结构都可以经过粘结层合工艺方法加工镀锌滚筒。可能不同处就是聚酯/PE的复合可以采用共挤层合新工艺。而这种复合结构的最后工序仍然可能是挤出涂布或粘结层合,把PE层复合上去。

从以上两个应用实例中可以看出,这种复合结构薄膜材料是一种鲜明特色的加工模式。同时,复合材料中都包含有PE层,因而必然会存在这样一个问题,如何选择最合适的加工操作工艺及方法。另外,PE可以是单层,也可能是多层;而PE材料的引入,可以是在粘结层合中使用PE薄膜,也可在挤出工艺中使用PE颗粒。

二、复合薄膜加工特点

多层复合薄膜的加工方法很多,归纳起来主要有涂布法、层压法和共挤法等。在加工制备这种复合材料时,既可以用塑料薄膜与另一种塑料薄膜或涂料复合,也可以与纸张、布料和金属箔(如铝箔)等非塑料材料通过加热或粘接作用粘合在一起。

涂布法中常见的有辊筒涂布法和挤出涂布法等。辊筒涂布法就是使用辊筒涂布机把粘性涂料定量地涂覆到薄膜表面。下辊从涂槽中沾起涂料把它传给第二辊或直接涂到移动的薄膜上,而此时的薄膜夹在涂胶辊和压紧辊之间,涂层厚度取决于涂料的粘性及薄膜所通过的两辊筒间的间隙。为了精确控制涂层厚度,制成很薄的涂层时,可采用三辊或四辊涂布机,其余两辊的作用是精确地计算由于冲击实验机的钳口常常使用涂料用量,因而就称为计量辊。涂层厚度的控制就取决于计量辊的间隙和辊筒的转速等因素。挤出涂布法就是把熔融的挤出层复合到基材上的一个过程。基材可以是纸张、金属箔或者塑料薄膜,只要它们都能经受得住挤出的熔融聚合物的温度即可。熔融聚合物实际上是一种可以在基材上流动的高粘性液体。正是由于这个流动过程,聚合物才能完全均匀地覆盖整个基材表面。对于像纸张那样的多孔基材而言,也能进入不怎么平滑的空隙中。上述两种物理现象对于提高粘合力都是十分重要的。

层合法中常见的有挤出展合法和薄膜层合法等。挤出层合的加工操作过程就是通过熔融聚合物两种基材的复合。在这种复合工序中,挤出物进入两个辊筒之间的间隙后再相互结合一起。两种基材也经过每个辊筒进入间隙。所以,挤出物就处于这两层基材中间。从这个加工过程中可以看到,挤出层合法与挤出涂布法一样,聚合物流动、基材均匀性以及特有的粘结力,是控制最终复合材料三层结构之间复合程度水泥机械和性能的主要因素。

薄膜层合法的加工工艺与上述几种加工工艺完全不同,这种方法是通过层合粘结剂使一层薄膜与另一层基材——薄膜、纸张或金属箔结合起来。粘结剂涂复到层合基材的表面,如果它含有溶剂或水时,需要置于炉子上烘干,然后,使其在加热的辊筒间隙中通过加压后使其与另一基材相结合。如果最终复合材料超过两层以上,那么需要另外的层合加工工序。薄膜层加工操作过程中的粘接力取决于层合粘结剂的性能。首先,它必须具有足够的凝聚强度和必要的粘合强度,这样才能确保每一层基材相互牢固结合起来。此外,其他的一些参数,诸如涂布重量、辊隙温度、操作水平等同样也会影响到复合材料的最终结合程度。

共挤法是一种较新的加工工艺,这种方法将多种聚合物熔体由一个特殊模头汇集在一起,成为由多层不同聚合物熔融体构成的薄膜状熔体流,经冷却得到两层、三层或更多层的共挤出复合薄膜材料。由于每一种树脂分别在独立的挤出机中熔融,再通过共挤出模具并使熔体保持在均匀一致的各层中而不混合,因此,在设计共挤出工艺过程及其专用模具时,必须很好地应用聚合物流变学理论及技术。共挤法经常联合使用几个不同尺寸的挤出机同时向模头中输送熔体,因而,模头结构2、从每批成品中切取3个接头作拉伸实验是一关键装置,此外,挤出机尺寸及螺杆转速、熔体压力、熔体温度挤出机功率等都会影响到复合薄膜中各层厚度。

三、充分利用涂层功能

对于上述涂布法、层压法及共挤法中,都要涉及到一个在挤出工艺操作中十分重要的因素——使用涂层而提高复合粘接力,因而它也称为粘合层。再以上述医药包装中常用的复合薄膜聚酯/PE/铝箔/PE为例,这实际上是一种简化了的表示方式,这种复合薄膜材料的结构应是聚酯/涂层/PE/铝箔/涂层/PE。要使聚酯层牢固地粘合到PE层上,两者之间有必要增加一层涂料,同理,铝箔层与PE层之间也必须有涂层,才能在这两层基材之间形成足够强度的粘接力。

在复合操作工序进行之前,在一个基材上施加涂层需要某些专用设备,例如,涂覆机和干燥机等。在很多情况下,像聚氨酯(Polyurethane)或聚酯(polyester)等熔剂那样的层合粘结剂可以作为涂层。按照一般的使用经验知道,把它们用作粘结剂时,其用量大约是普通涂料的一半。此外,聚乙烯亚胺(PEimine)或乙烯丙烯酸(ethylene acrylic acid)等聚合物也可用于专门的粘结剂涂料。

与涂布法和层压法等工艺相比,共挤法可以免掉涂布粘结剂的这一步骤,或者可以大大减少粘结剂用量,这样,可以有效地避免粘合剂干燥时的溶剂污染或引起着火的严重缺陷,因此,共挤法的加工工艺有着可能替代其他复合工艺的趋势。但是,许多层材料共挤压在一起,如果两种聚合物之间粘性不足,影响到最终薄膜产品的整体粘合效果,也就是说在受到足够大外力作用下,层与层之间仍然有可能分离开的后果。在这种情况下,就得增加粘合层,也就是涂料。通过它紧密粘接两种材料层,即能保证多层材料的结构完整性。粘合层也必须在一个专用挤出机中熔化,作为单独增加的一层送入模具。在复合结构上,除共挤出三层结构薄膜,即两层基材之间增加粘合层作为粘结材料以外,超过四层的共挤薄膜也已很常见。例如,已知EVOH薄膜材料具有优异的防潮性,如果需要用它作为可防止潮气渗透层,那么,就要让它夹在两层聚合物薄膜之间,再加上两层粘合涂层,实际上此复合结构是由五层组成了。尽管来自单台挤出机的树脂熔体可以供给共挤薄膜的结构为双层或更多层,但每种新型树脂都必须有专用的挤出机。

四、加工方法选择因素

如何选择合适的复合塑料薄膜,这是一个比较复杂的问题,在选择复合薄膜加工方法时,要考虑下述各项因素。

1.首要的选择因素就是加工方法的确定,要取决于现有的设备状况。如果包装材料厂目前只配置层合薄膜生产线,那么,只木器漆能根据这种设备利用层压法加工复合薄膜材料。同理,如果只具备挤出机的工厂必然应用挤出涂布或挤出层合法加工各种复合结构的薄膜。但是,对于既具备层合机又具备挤出机的那些工厂而言,则有必要认真考虑应该选择何种加工技术为主,此时,经济性总是其材料和人体骨模量接近第一位的。

2、从降低成本和提高效率的角度出发,挤出加工工艺以长时间运转为宜。有时候,材料加工厂需要完成小批量生产任务,甚至只要几个小时即可实现。在这种情况下,应用薄膜层合法的加工工艺是可以选择的一种合适方法。因为,挤出加工工艺生产线必须有较长时间的不停运转才能获得较好的经济效益。要使挤出工艺过程中所有工艺参数处于相对协调平衡条件时,所需必要时间总是比薄膜粘结层合法工艺过程长得多。所以,每当挤出工艺生产线达到平衡协调状态后,就得让它连续不停地运转尽可能长的时间。

3、对于一个正欲购置新加工设备的材料加工厂而言,设计出来的生产线可使用薄膜层合法,也可使用工艺法,此时,应用经济学理论分析,肯定会起到很大作用。虽然,挤出工艺设备的投资费用要比简单的薄膜层合工艺设备更贵,但是,具备多种选择或辅助设备的大型薄膜层合设备就有可能比大多数普通挤出生产线还要贵。

不过,挤出工艺可能提供材料加工厂使用多样聚合物的广泛机会。薄膜使用部门受到了薄膜加工部门供应薄膜类型的限制。装备挤出机的工厂可以选择各种类型的PE材料。他们可以使用共挤物,甚至可以使用混合物,因而获得了更多的材料选择机会。

4、一个材料加工厂在选择薄膜复合加工技术时,要完成的工艺程序与次数也是一项很重要的因素。层合法加工工艺在生产多层薄膜结构材料时很可能需要比挤出工艺法更多的加工程序,而在与共挤法相比时,这种情况尤为突出。共挤加工过程实际上是两种或更多种熔融聚合物组合成单一挤出物。共挤法具有很多优点,其中包括可能降低高档聚合物的使用量,可使用再循环聚合物和减小薄膜厚度等等。值得指出的是,共挤法加工工艺的一个突出优点就是可以减少加工最终复合薄膜材料所必要的工艺次数。从理论上讲,在打开模具次数为常数条件下,单台挤出机可以生产出很多不同层的复合薄膜材料。

纵观以上讨论的各种复合薄膜材料的加工方法及特点,要实现合理的选择必须考虑到很多影响因素,这意味着很难说有一种适应任何加工专门杀菌釜包装复合薄膜材料的最佳方法。因此,在具体选择何种最佳加工方法时,全面地仔细分析各种影响因素是非常必要的。

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