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四川PE膜拉伸技术及配方要点,记得来看看!

所属分类:媒体报道    发布时间: 2022-01-04    作者:admin
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你了解四川PE膜吗?快跟着小编一起来看看吧~

四川PE膜

近期,关于可回收软包装的讨论越来越多,聚乙烯类单一材质是可回收软包装选项中不可或缺的组成部分,而MDO膜是聚乙烯单一材质包装的重要技术方向,今天我们就来聊一聊关于MDO相关技术、应用及材料。

一、什么是MDO

MDO的全称是machine directionorientation,这是一道挤出后续工艺,用来增加薄膜在MD方向的取向,从而提高薄膜的挺度,光学,以及阻隔等性能。MDO拉伸设备是由8-12根棍通过预热,拉伸,退火,冷却四个阶段来完成。

预热:将温度控制在原料软化温度左右,可以更好的帮助拉伸而不破坏薄膜;并且因为薄膜没有完全熔化,可以在拉伸取向过程中形成更小的晶体从而达到更好的光学。

拉伸:通过调节拉伸比来控制薄膜取向。需要注意的是拉伸比不是越高越好,在拉伸临界点,薄膜性能会达到平衡或者下降。

退火、冷却:影响到薄膜预热收缩性,尤其是制袋平整性;以及薄膜光学性能。

MDO机器分为在线和离线两种,目前主流选择在线机器。因为在离线状态下拉伸,薄膜呈现出中间薄两边厚的状态,使用起来浪费比较大;在线机器可以通过测厚和反馈到制膜系统,使得拉伸完成后的薄膜厚薄更均匀,减少切边。


二、MDO后PE薄膜性能的改变


以下模型图说明了在临界拉伸比之前晶体结构随着薄膜拉伸的改变。未拉伸的薄膜具有大小不一的片晶(lamella)且自由取向;拉伸后的薄膜形成更小的晶体且分子链段在MD方向取向使得MD方向结晶度变高。

在临界拉伸比之后,分子链段进一步在MD方向被拉伸,片晶结构被伸长,形成羊肉串状的晶体结构[2]。因为在拉伸过程中,分子形态的变化,导致薄膜的宏观性能有所改进。现总结如下:

1.  阻隔

WVTR数值与水汽分子通过薄膜的路径长短有关系;一般来说,水汽分子通过无定型区,绕行晶区。在临界拉伸比之前,晶体排布比拉伸之前更规整,使得扩散路径变长,从而提高了WVTR数值。在临界拉伸比之后,分子呈羊肉串结构,晶体排布与MD方向平行,使得水汽分子的通过路径变短,从而导致WVTR数值降低。

需要注意的是,拉伸取向无法彻底改变薄膜的..结构;即使到.大的拉伸比,对薄膜的结构影响也不超过5%,所以WVTR数值不会有量级的变化。

2.  光学

薄膜光学性能包括雾度,光泽度和透明度。光学性能与薄膜的表面平整度以及内部晶体大小密切相关。MDO拉伸过程,薄膜软化,拉伸再冷却,本身就会使得表面平整度变好;其次拉伸取向过程中也会形成更小的晶体;这两方面因素使得薄膜光学性能随着薄膜拉伸比的提高而提升,直至达到临界值。

还有薄膜的其他性能就不一一分析了。下表是在临界拉伸比范围之内,当MDO拉伸比增加时对薄膜性能影响的总结表。

三、MDO拉伸PE薄膜的应用

由于拉伸后的PE薄膜具有高挺度,高耐热,高拉伸强度以及良好的光学性能等优点,MDO拉伸PE薄膜被应用在单一材质包装中,用以取代曾经的PET或者PA表层。

需要注意的是,MDO拉伸PE膜仍需要与热封层PE膜进行复合。因为相较于PET或者PA,MDO拉伸PE膜的耐热性大大降低,所以热封层PE膜的配方也要重新设计从而来降低总体薄膜的热封温度。

四、MDO PE 原料选择与配方设计

MDO拉伸PE原料的选择主要从可拉伸性,耐热性和晶点等三个因素来考虑。不同于BOPE要进行双向拉伸,MDO拉伸PE只需进行单向拉伸,且拉伸比在5-7左右,市面上大多数线性产品(LLDPE, HDPE)都可以达到这个要求,原料厂商也不会为这个工艺重新设计分子结构开发新牌号;耐热性和原料的初始密度息息相关,原料厂商推荐的牌号以HDPE和MDPE为主(表2);晶点控制与原料生产工艺控制有关,广大用户可以在使用时自行分

MDO膜的配方设计主流以三层为主,随着五层在线MDO机器的普及,五层配方也会越来越多。设计思路要结合机器加工情况和薄膜.终使用场景来综合考虑,如果是做轻量软包装,可以考虑在机器允许的条件下,使用HDPE来.大化薄膜的挺度和耐热性;若出现拉伸不均匀的情况,可以使用HDPE+MDPE的组合来解决;如果是做挺度和韧性相平衡的配方,那就需要用到HDPE+mC6/C8/mC8 LLDPE的组合,HAO的加入可以大幅提高薄膜的韧性尤其是落标冲击强度和抗穿刺强度。这里LLDPE的选择比较有讲究,如果选择C8LLDPE,拉伸后的薄膜.终呈现纵向易撕,横向难撕的效果;如果选择C8mLLDPE,薄膜的抗撕裂强度总体提升,但是会呈现出纵向撕裂强度远远大于横向撕裂强度的现象。各位看官可以根据薄膜的.终使用场景来决定薄膜配方组合。

热封层PE膜的设计思路主要是降低热起封温度,尽可能地拉大和MDO PE膜的温差以保证热封时较宽的热封窗口和良好的热封效果。推荐使用的原料为VLDPE(密度0.905-0.915g/cm3)或者POP(密度0.880-0.905 g/cm3)。需要注意的是,VLDPE和POP密度较低,在实际吹膜过程中可能会出现粘性太大导致薄膜开口困难的情况,这个时候需要内膜外吹或者需要额外添加开口爽滑剂。爽滑剂会迁移,如果迁移到复合面会影响到薄膜整体的复合强度,这也是市面上反应MDO膜复合强度偏低的一个因素;需要在原料选择和爽滑剂添加量上寻找到一个平衡点来优化配方。

聚乙烯的单一材质包装技术仍在蓬勃发展,除了MDO以外,还有BOPE,含有阻隔材料的多层共挤,高阻隔/耐热涂层等技术;相信在不远的将来,这些方案都会更加的成熟,市场也会越来越大,让我们共同期待单一材质包装井喷的那一天。

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