Пленки и листы
Различают два основных метода экструзии пленки: экструзия с раздувом рукава и плоскощелевая экструзия. Первый метод позволяет получить пленочный рукав, который может быть сложен или разрезан, а по второму методу получают плоскую пленку. Агрегат для экструзии пленки включает в себя экструдер, снабженный соответствующей головкой (фильерой), узел охлаждения расплавленной пленки, тянущий механизм и наматывающее устройство. Для разных методов экструзии используют различные конструкции экструзионных головок и типы охлаждения пленки. Тянущие устройства и узлы намотки также различаются. Конструкция и принципы работы экструдера и головки одинаковы для обоих методов и вкратце рассмотрены здесь до рассмотрения различных методов производства пленки. В процессе экструзии происходит непрерывное превращение термопластичного материала в виде гранул в изделие, например в пленку. Последовательность стадий процесса приведена ниже: 1) пластикация сырья в виде гранул или порошка; 2) дозирование пластицированного расплава через фильеру, которая придает ему требуемую форму (например, рукава или плоской пленки); 3) охлаждение и фиксирование требуемой формы; 4) намотка в рулоны. Стадии 1 и 2 происходят в экструдере, стадии 3 и 4 являются вспомогательными Экструзия с раздувом рукава Расплавленный полимер из экструдера поступает в головку сбоку, но может быть подан и снизу. Очутившись в головке, расплавленный полимер обтекает мундштук и выходит через кольцевое отверстие головки в форме трубы. Трубу раздувают до необходимого диаметра давлением воздуха, подаваемого через центр мундштука. Раздув рукава сопровождается соответственным уменьшением толщины пленки. Экструдирование рукава обычно осуществляют вверх, иногда вниз и даже горизонтально. Давление в рукаве поддерживают зажимными валками с одной стороны и головкой - с другой. Важно, чтобы давление воздуха поддерживалось постоянным для обеспечения равномерной толщины и ширины пленки. Другие факторы, которые оказывают влияние на толщину пленки: производительность экструдера, скорость вытяжки и температуры головки и цилиндра. Их необходимо строго контролировать. Как и при любых процессах экструзии, раздув пленки становится более экономичным при увеличении скорости процесса. Ограничивающим фактором является скорость охлаждения рукава. Охлаждение обычно производят обдувочным кольцом снаружи рукава. При условии постоянного течения воздуха увеличение скорости экструзии приводит к более высокой линии кристаллизации (линия, где начинается затвердевание экструдата), что ведет к нестабильности рукава. Увеличение потока воздуха приводит к более быстрому охлаждению рукава и снижению линии кристаллизации, но и этот прием ограничен в своем применении, так как слишком высокая скорость потока воздуха вызывает деформацию рукава. Были разработаны различные формы колец для воздушного охлаждения. Она состоит из кольца конической формы, снабженного тремя щелями для воздуха, при этом потоки воздуха направлены и отрегулированы так, что расстояние между рукавом и кольцом постепенно уменьшается к верху кольца. Это приводит к улучшенному охлаждению за счет увеличения потока воздуха. Эта конструкция создает также зону пониженного давления в верхней части кольца, что повышает стабильность рукава. Экструзия рукавных пленок чрезвычайно сложна, существует много проблем, связанных с производством высококачественной пленки. Среди многих возможных дефектов можно назвать раз-нотолщинность, поверхностные дефекты, такие как апельсиновая корка, яблочный соус, рыбий глаз, низкая прочность и стойкость к удару, мутность, складки и слипание. Складки являются постоянной проблемой, они приводят к от-браковыванию пленки и могут возникнуть из-за множества причин даже в хорошо отрегулированных производствах. Если пленка, например, достигает вытяжных валков холодной, она становится неэластичной и может загибаться на валках и образовывать складки. Одним из методов повышения температуры пленки у зажимных валков - повышение температуры расплава, что может повлечь за собой другие проблемы, такие, как слипание. Фактически это иллюстрация всего метода раздува пленки, где часто необходимы компромиссные решения для достижения наилучшего сочетания свойств. Складки часто вызваны неотрегулированным зазором в фильере. Вследствие этого возникает разница в толщине пленки и неравномерная вытяжка в вытяжных валках. Складки могут возникать из-за сбоев в экструдере или вследствие потоков воздуха в зоне вытяжки. Оба эти фактора могут привести к раскачиванию рукава и, таким образом, к складкам при намотке. Рукав пленки можно стабилизировать, поддерживая его стационарными горизонтальными направляющими («щеками»), или защитить весь экструдер от колебания потоков воздуха пленочной завесой. Другими причинами дефектов могут быть: непараллельность направляющего вала и вытяжных валов, неравномерность давления вдоль щели валков. Среди дефектов поверхности, упоминавшихся ранее, дефект «рыбий глаз» появляется из-за некачественного смешения в экструдере и загрязнений. Оба эти фактора контролируются сетчатым фильтром, который не только отделяет загрязняющие частицы, но и улучшает однородность расплава за счет повышения давления в экструдере. Дефекты «апельсиновая корка» и «яблочный соус» также являются дефектами поверхности, происходящими из-за неоднородности расплава полимера. Поскольку подавляющее большинство пленок изготавливают из полиэтилена низкой плотности, полезно рассмотреть влияние различных параметров полимера, таких как показатель текучести расплава и молекулярная масса, на свойства пленок. Ударная вязкость, например, повышается с повышением молекулярной массы (т. е. с понижением температуры плавления) и с уменьшением плотности. Мешки, которые должны выдерживать большие нагрузки, обычно изготавливают из полиэтилена плотностью 0,916-0,922 г/см3 и ПТР = 0,2+ 0,5 г/10 мин. Для изготовления более тонких технических пленок, которые применяют в строительстве или для водонепроницаемых покрытий водоемов, должны быть использованы полимеры с более высоким ПТР из-за сложности вытяжки тонких пленок из вязких расплавов. Показатели текучести расплава от 1 до 2,5 типичны в этих случаях, поэтому и ударная вязкость меньше, чем у пленок для мешков. Зато улучшается прозрачность. Когда требуется баланс свойств, например умеренной прозрачности и умеренной ударной вязкости, то используют несколько более высокие плотности (0,920-0,925 г/см3) и ПТР в пределах 0,75-2,5. Когда требуется высокая прозрачность, применяют марки с высокими плртностью и ПТР, так как их увеличение приводит к повышению визуальной прозрачности, уменьшению матовости, повышению блеска. Высокопрозрачные пленки имеют относительно низкую ударную вязкость из-за высокого ПТР, и их нельзя употреблять для упаковки тяжелых предметов. Экструзия через щелевую фильеру (экструзия плоской пленки) При экструзии плоской пленки расплавленный полимер продавливают сквозь щелевую фильеру, затем он попадает в холодную водяную ванну или на охлаждающий барабан. В любом случае смысл процесса состоит в быстром охлаждении экструдированной пленки, и поэтому охлаждение начинают на очень маленьком расстоянии от губок фильеры (обычно 25-65 \мм). Такое расстояние диктуется также необходимостью уменьшить сужение пленочного полотна. При поливе на охлаждающий барабан используют хромированный полый вал с водяным охлаждением. Быстрое охлаждение приводит к формированию маленьких кристаллитов, что дает более прозрачную пленку. При использовании закалочной ванны температуру воды в ней необходимо поддерживать постоянной. При одной и той же температуре экструдирования, чем ниже температура закалочной ванны, тем лучше пленка скользит и меньше слипается, а при высокойтемпературе пленку легче наматывать, не образуются складки, физические свойства такой пленки лучше. Шелевые фильеры для формования плоской пленки имеют большую ширину в сравнении с диаметром головки экструдера, а это означает, что путь, который проходит поток до краев фильеры, длиннее, чем путь до ее середины. Компенсации потока обычно достигают за счет фильеры с коллектором. Она содержит поперечный канал (или коллектор) такого диаметра, что сопротивление потоку в нем меньше, чем сопротивление, создаваемое губками фильеры. Назначение коллектора - компенсировать поток расплава — может быть реализовано, если вязкость расплава достаточно низка, поэтому для плоской пленочной экструзии необходима более высокая температура. Это ограничивает использование фильер с коллектором переработкой материалов с хорошей тепловой стабильностью. Другим следствием экструдирования при более высокой температуре является необходимость использования более плотных фильтров, для того чтобы поддерживать удовлетворительное давление. Внутренняя сторона щелевой фильеры должна быть тщательно обработана, так как даже небольшой дефект поверхности может привести к появлению шероховатости на пленке или разнотол-щинности Некоторые из преимуществ процесса получения рукавной пленки:
1) механические свойства пленок, полученных таким образом, обычно лучше, чем у пленок, полученных поливом;
2) ширину сложенной рукавной пленки легче регулировать, нет потерь на обрезание кромок; обрезание кромок необходимо при изготовлении плоской пленки из-за утолщения кромок пленки, которое происходит вследствие сужения полотна;
3) сложенную рукавную пленку легче превратить в мешок, так как для этого необходимо только заварить один край отрезка рукава;
4) стоимость производства широкой раздувной пленки намного меньше, чем стоимость производства широкой поливной пленки, так как стоимость охлаждающих барабанов резко возрастает с увеличением их длины из-за сложности обработки длинных валов;
5) Хольцевые фильеры для пленки более компактны и дешевы по сравнению с щелевыми фильерами для производства плоской пленки сравнимой ширины;
6) процесс изготовления рукавной пленки легче и более гибок. Эти преимущества следует сопоставить с преимуществами процесса, в котором используется щелевая фильера: 1) плоскощелевые экструзионные системы обеспечивают более высокую производительность; 2) пленки, полученные с помощью щелевой фильеры, обычно обладают превосходными оптическими свойствами; 3) обычно разнотолщинность пленки, полученной с помощью щелевой фильеры, меньше.Пленки и листы из полиэтилена Пленки общего назначения Термоусадочные Стретч Молочные пленки Воздушно-пузырчатые пленки Мешки и пакеты Двухосноориентированные (БОПЭ) Листы из полиэтилена Пленки и листы из полипропилена Неориентированные (СПП) пленки Одноосноориентированные Двухосноориентированные (БОПП) Клейкая лента (Скотч) Лента для формования из полипропилена Листы из полипропилена Пленки и листы из полистирола Двухосноориентированные тонкие (БОПС) Лента для формования из полистирола Двухосноориентированная лента для формования (БОПС) Листы из полистирола Листы из АБС-пластика Листы АБС/ПММА Листы АБС/ПК Пленки и листы из ПВХ Термоусадочные ПВХ пленки Стретч пленки из ПВХ Самоклеящиеся отделочные пленки из ПВХ Декоративные ПВХ пленки для облицовки поверхностей Рекламные ПВХ пленки Пленки технического назначения Для ламинации напольных покрытий Для бумажно-беловых товаров Для производства галантерейных и декоративно-хозяйственных изделий ПВХ пленки сельско-хозяйственного и строительного назначения Для тепловой и коррозийной защиты Изолирующая лента ПВХ Лента для формования из ПВХ Непластифицированные листы из ПВХ Пленки и листы из ПЭТ Двухоснооринтированные ПЭТ пленки (БОПЭТ) Пленки из ПЭТ с добавлением этиленгликоля (PET-G) Аморфные пленки из ПЭТ Листы из ПЭТ Пленки и листы из полиамидов Двухосноориентированная пленка (БОПА) Полиимидные пленки Листы из поликарбонатов Пленки и листы из фторопластов Соэкструзионные пленки Коэкструзионные пленки Комбинированные ламинированные пленки |
