加工方式的選擇
PE是結晶材料,容易結晶,若不快速冷卻,勢必降低透明度和斷裂伸長率。吹塑加工的冷卻效果差,結晶度高,薄膜透明度低。又由于吹漲、牽伸,分子取向嚴重,導致斷裂伸長率低;而流延生產的冷卻效果好,結晶度低,透明度好,取向度低,所以斷裂伸長率高,回縮性好。另外考慮綜合協調不同性能等,這里選擇三層共擠流延生產工藝。

基材牌號的選擇
PE的品種有HDPE、LDPE、LLDPE,熔體流動速率為2g/10min的LLDPE的熔體強度好,適合流延生產。LLDPE有4個碳,6個碳,8個碳的區別,隨著碳原子個數的增加,支鏈長度增加,結晶度降低,生成的共聚物“纏繞和扭結”效應增加,斷裂伸長率、穿刺強度及撕裂均提高。
表 1,LLDPE-C4流延膜與PVC保鮮膜的性能比較(厚度均為12μm)
類別 |
透光率 / % |
拉伸強度 ?。v/橫)/MPa |
斷裂伸長率 ?。v/橫)/% |
撕裂強度 ?。v/橫)/N/mm |
PVC保鮮膜 |
94 |
20/10 |
151/231 |
81/95 |
LLDPE-C4保鮮膜 |
92 |
51/22 |
370/700 |
97/128 |
表1可以看出,LLDPE-C4薄膜橫向拉伸強度、斷裂伸長率及撕裂強度遠遠超過PVC保鮮膜,透光率也接近PVC保鮮膜,同時LLDPE-C4價廉、來源廣,所以選擇LLDPE-C4為基材。保鮮膜要有一定的黏性,所以選用不含爽滑劑及開口劑的LLDPE-C4,如廣州石化分公司的DFDA-7042、上海賽科石化公司的LL0220AA、美國??松梨诨瘜W公司的LLl002YB等。
增黏劑的選擇及用量的確定
表2列出了25℃時不同種類、不同用量增黏劑添加在表層的薄膜(厚度為12μm)黏性對比。
表 2,增黏劑對薄膜黏性的影響
用量/
份 |
6 |
8 |
12 |
15 |
50 |
100 |
200 |
ULDPE |
- |
- |
- |
- |
差 |
好 |
太黏 |
POE |
- |
- |
好 |
太黏 |
- |
- |
- |
PIB母料 |
差 |
好 |
太黏 |
- |
- |
- |
- |
從表2可以看出,不同增黏劑的黏性不同:PIB母料>POE>ULDPE。選用8份PIB母料或12份POE或100份ULDPE可滿足黏性要求,用量多了則太黏,不好開卷。
溫度對黏性的影響
溫度低時薄膜的黏性差,高時黏性則好,這是因為溫度低時起黏性作用的鏈段或分子活動能力弱,薄膜面與面之間起黏性作用的鏈段或長鏈絞纏在一起的比率低;溫度高時正相反。所以對于沒有空調的廠房,生產時應根據溫度的變化適當增減增黏劑的用量。
柔韌性、回縮性的改進
由于PE是結晶性材料,純PE制成的薄膜相對比較硬,柔韌性差,影響淺盤底面黏著,回縮性也差。
將POE、ULDPE、PIB3種材料分別添加至芯層考察薄膜生產情況及淺盤包裝底面黏著性、回縮性,柔韌劑用量較少時,薄膜柔韌性不足,影響淺盤底面黏著,易散盤,回縮性一般。用量過多時薄膜過于柔軟,收卷不平。根據試驗所得的數據,芯層添加25份ULDPE或15份POE或7份PIB母料時,薄膜柔韌適中,淺盤包裝底面黏著性及回縮性均較好。

防霧劑種類的選擇及用量的確定
防霧劑種類很多,化學組成多數是脂肪酸與多元醇的部分酯化物。中鏈脂肪酸酯與LLDPE的相容性差,遷移至薄膜表面快,初期防霧效果好,但易被水沖刷,持久性差;長鏈脂肪酸酯與LLDPE的相容性好,遷移至薄膜表面慢,持久防霧效果好,將這兩種防霧劑配合使用,能起到持久防霧效果。
根據試驗的結果,因流延生產溫度太高(高達270℃),防霧劑不宜直接添加在表層。防霧劑的主要成分為多元醇脂肪酸酯,在高溫下不穩定,流失嚴重:添加在表層的量少,達不到防霧效果,量多了由于大量揮發、分解造成薄膜破洞,既造成防霧劑嚴重浪費,也影響正常生產。因此防霧劑宜包裹在芯層;ATMER防霧劑析出快,低溫防霧效果好,高溫由于水汽量大,防霧劑部分被沖刷,防霧效果下降。久置后由于防霧劑大量遷出而在薄面析出,影響薄膜外觀,尤其添加量過多時更是如此。RIKEMAL防霧劑與LLDPE的相容性好,防霧效果差,添加量過多也難達到好的效果;ATMER與RIKEMAL配合使用時防霧效果好,但添加量宜適中,過多后薄膜久置會由于防霧劑過量外遷而在薄膜表面形成透明的油霧,從而影響其外觀。復合防霧劑的添加量為0.4份。
增黏劑對薄膜外觀的影響
根據試驗的結果,以PIB為增黏劑生產的薄膜,主機膜外觀清晰透明,經過復卷后,薄膜表面有不透明油霧,以ULDPE或POE為增黏劑時主機膜經過復卷后外觀沒有改變??赡苁荱LDPE和POE的黏性是靠分子鏈段的纏繞,黏結力柔和,微觀上這些鏈段在薄膜表面分布均勻,所以主機膜復卷后不破壞薄膜表面防霧劑的均勻分布,而PIB不同,其黏性是依靠析出表面的長鏈或中、低分子PIB,其黏結力大,在薄膜表面的分布均勻性差,復卷后破壞了薄膜表面防霧劑的均勻分布,從而影響薄膜的透明度。所以保鮮膜的粘層宜選用ULDPE或POE,不宜選用PIB。

防霧劑對薄膜黏性的影響
添加防霧劑的薄膜的黏性比不添加防霧劑的差,這是由于防霧劑遷到表面削弱了薄膜表面黏性鏈或黏性分子的纏繞力,所以應適當增加增粘劑以滿足黏性要求。
新型PE保鮮膜的性能特點
經過改性后的新型PE保鮮膜的撕裂強度優于PVC保鮮膜,斷裂伸長率約比PVC保鮮膜高3倍,說明新型Pm保鮮膜比PVC保鮮膜更好拉伸;透濕率更低,更有利于水分的保持;透明度、透氣性、防霧效果、淺盤底面黏著性、回縮性與PVC保鮮膜相當。
結論
1)以LLDPE-C4為基材,采用三層共擠流延方法生產的PE保鮮膜具有較高的透明度和柔軟度;
2)25℃時,表層添加12份POE或100份ULDPE的PE保鮮膜的黏性較好。對于非標準廠房,生產時應根據溫度變化適當增減增黏劑的用量;
3)芯層添加25份ULDPE或15份POE或7份PIB母料時,PE保鮮膜的透明度和柔軟度較優;淺盤包裝后底面黏著性好,不反彈,回縮性好;
4)芯層添加0.4份復合防霧劑時,PE保鮮膜的防霧效果好。