熱收縮聚酯(PET)薄膜的加工與應(yīng)用
發(fā)布時間:2016-01-15
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PET薄膜縮短塑料薄膜的需求是在常溫下穩(wěn)定,加熱時(玻璃化溫度以上)收縮,并且是在一個方向上產(chǎn)生50%以上的收縮。熱縮短塑料薄膜包裝的特色是:貼體通明,表現(xiàn)商品形象;緊束包裝物,防散性好;防雨、防潮、防霉;無復(fù)原性,有必定防偽功用。熱縮短塑料薄膜常用于便利食物、飲料、電子電器、金屬制品等的包裝,特別是縮短標簽為其最首要的使用范疇。
熱縮短塑料薄膜除了用作縮短標簽外,這些年也開端用于日用商品的外包裝。由于它既可使包裝物品避免受到?jīng)_擊,防雨、防潮、防銹,又能使商品以打印精巧的外包裝贏得用戶,一起它能極好地展現(xiàn)出產(chǎn)廠家的良好形象。當前,越來越多的包裝廠家選用印花縮短薄膜來替代傳統(tǒng)的通明薄膜。由于印花縮短薄膜能夠進步商品的外觀層次,有利于商品的廣告宣傳,可使商標品牌在消費者心中發(fā)作深入的形象。
熱縮短塑料薄膜通常多以無定形塑料加工制得,例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、PVDC等。聚苯乙烯(PS)縮短膜強度低、不耐沖擊,故很少被運用;而聚氯乙烯(PVC)不利于收回處置,不契合環(huán)保需求。在國外,特別是在歐洲,聚氯乙烯(PVC)塑料薄膜已被制止在包裝范疇尤其是食物包裝方面的運用。
聚酯(PET)熱縮短薄膜則是一種新式熱縮短包裝資料。由于它具有易于收回、無毒、無味、機械功能好,特別是契合環(huán)境保護等特色,在發(fā)達國家聚酯(PET)已成為替代聚氯乙烯(PVC)熱縮短薄膜的抱負替代品。
熱縮短聚酯(PET)薄膜的共聚改性
聚酯(PET)薄膜是一種結(jié)晶型資料,通常聚酯薄膜經(jīng)過特別技術(shù)處置只能得到30%以下的熱縮短率。若要取得熱縮短率較高的聚酯薄膜,則有必要對其進行改性。也即是說,為了制備高熱縮短率的聚酯薄膜,需要對通常聚酯即聚對苯二甲酸乙二醇酯進行共聚改性。共聚改性后的PET薄膜其最高熱縮短率可高達70%以上。
通常聚酯通常是由對苯二甲酸(PTA)與乙二醇(EG)經(jīng)過酯化、縮聚反應(yīng)而制得,歸于結(jié)晶型聚合物(嚴厲講是結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)共存的聚合物)。所謂共聚改性即是除了對苯二甲酸(PTA)與乙二醇(EG)兩種首要組分之外,再引進第三乃至第四組分參加共聚,意圖是使之生成不對稱的分子布局而構(gòu)成無定形的PET共聚物。
引進的第三乃至第四單體能夠是二元酸或二元醇。其間,二元羧酸有間苯二甲酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸等;二元醇有新戊二醇、丙烯二醇、二甘醇、1.4環(huán)己烷二甲醇等。如以二元羧酸(Acidic)進行共聚改性時,所制得的PET共聚物,稱之為APET;若以二元醇(Glycolic)進行共聚改性時,所制得的PET共聚物,則稱之為PETG。
上述引進的第三單體中,最常選用的二元羧酸是間苯二甲酸(IPA)。IPA的參加可改動聚酯對稱的嚴密布局,損壞大分子鏈的規(guī)整性,然后降低大分子間的作用力,使聚酯分子布局變得對比和婉。一起,由于IPA的引進,使聚酯難于成核結(jié)晶,并且跟著IPA引進量的添加,APET共聚物由有些結(jié)晶向非結(jié)晶聚合物過渡,由于這種改性聚酯APET的結(jié)晶才能降低,無定形區(qū)變大,故可用于制作高縮短薄膜。引薦IPA的參加量在20%左右為宜。
引進的第三單體也能夠是二元醇。最常用的二元醇是1.4環(huán)己烷二甲醇(CHDM)。在聚酯共聚過程中,參加CHDM對改動聚酯的tg、tm和結(jié)晶速率均會發(fā)作很大的影響。跟著CHDM含量的添加,共聚酯PETG的熔點降低、玻璃化溫度上升、共聚物變?yōu)榉蔷B(tài)布局。不過,1.4環(huán)己烷二甲醇(CHDM)的參加量須操控在恰當?shù)姆秶鷥?nèi),通常引薦CHDM參加量為30~40%。這種用二元醇改性的PETG不只可用于制備高縮短薄膜,也可用來出產(chǎn)熱封膜、高通明膜片等,用處非常廣泛。
熱縮短薄膜的縮短機理
以BOPET薄膜的出產(chǎn)技術(shù)為例,其出產(chǎn)流程是先將PET共聚樹脂進行枯燥處置,然后參加擠出機中熔融擠出、經(jīng)過模頭/冷鼓鑄片,隨后將鑄片加熱到玻璃化溫度以上、熔融溫度以下的某一恰當溫度范圍內(nèi),并在外力作用下,進行單向或雙向必定倍數(shù)的拉伸,通常需求進行橫向3.5~4.0倍的拉伸。經(jīng)過拉伸使PET大分子鏈沿外力方向取向,接著使之冷卻定型,使已取向的PET分子布局“凍住”定型。這種外力作用下的高彈形變具有熱縮短的“回憶效應(yīng)”,當把這種具有“回憶效應(yīng)”的薄膜再加熱到拉伸溫度以上時,被凍住了的大分子取向布局開端松馳,在微觀上表現(xiàn)為PET薄膜發(fā)作縮短。值得一提的是這種PET薄膜熱縮短首要是由取向的無定形有些所奉獻。這也是為何共聚改性的無定形PET薄膜(APET或PETG)要比通常結(jié)晶型PET薄膜熱縮短率大得多的原因。因而,經(jīng)過添加薄膜中取向的無定形區(qū)便能夠到達大大進步薄膜熱縮短率的意圖。如前所述,通常聚酯薄膜的熱縮短率僅在30%以下,而共聚改性的聚酯的熱縮短率可高達70%以上。
熱縮短聚酯薄膜的出產(chǎn)技術(shù)
熱縮短聚酯薄膜的出產(chǎn)技術(shù)流程為:
熱縮短聚酯薄膜的出產(chǎn)技術(shù)條件及其影響簡略介紹如下:
1. 枯燥處置:由于聚酯大分子鏈中含有酯基,有吸濕性傾向,在受熱的情況下,即便有微量的水分存在,也很容易發(fā)作水解。其結(jié)果是,在成型加工的過程中,會發(fā)作很多的氣泡,影響正常出產(chǎn);一起,因水解降解,使分子量降低,PET品突變劣。所以在熔融擠出加工之前,有必要進行枯燥處置。引薦選用真空轉(zhuǎn)鼓枯燥,枯燥溫度70~75℃,枯燥時刻>6h 。
2. 熔融擠出:經(jīng)過枯燥處置的共聚PET樹酯便可參加單螺桿擠出機進行熔融擠出 ,各段溫度設(shè)定為:180—240—260—270—275℃,熔體溫度約270℃。
若是選用排氣式雙螺桿擠出機進行熔融擠出,則可省去真空轉(zhuǎn)鼓枯燥體系。由于排氣式雙螺桿擠出機通常設(shè)置有兩個排氣口,它們別離與兩個抽真空體系相連。經(jīng)過真空泵抽真空可將PET樹酯中所含水分及熔融擠出過程中發(fā)作的低分子物抽走,到達相同的作用,并且能夠大大節(jié)約出資和運轉(zhuǎn)本錢。
3. 流延鑄片:熔融擠出的熔體經(jīng)過熔體計量泵、過濾器、熔體管道進入衣架式模頭后從模唇口流延至冷卻轉(zhuǎn)鼓上而構(gòu)成鑄片。冷卻轉(zhuǎn)鼓的冷卻水溫度操控在30℃左右。
4. 單向拉伸:高熱縮短聚酯薄膜常需求單向縮短,特別需求是橫向熱縮短。橫向拉伸的預(yù)熱溫度為90~100℃,拉伸溫度為105~110℃,拉伸倍數(shù)3~3.5倍。鏈夾須加強風冷,操控夾子溫度在110℃以下,以避免共聚樹脂粘夾。拉伸后的PET薄膜當即進行冷卻而無須進行熱定型處置。
5. 收卷、分切:經(jīng)過單向拉伸的PET薄膜經(jīng)過在線測厚、牽引收卷,最終依據(jù)用戶需求的標準進行分切、查驗、包裝,即為熱縮短薄膜制品。
跟著中國塑料包裝工業(yè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷進步,果汁、汽水等飲料大多選用歸納功能優(yōu)秀、有較好隔絕功能、無毒無味的PET塑料瓶進行包裝,其用量非常可觀。據(jù)統(tǒng)計,當前全國PET飲料瓶用量至少達25萬噸以上,與之配套的PET熱縮短標簽薄膜用量則可達2~3萬噸。別的,自中國參加WTO今后,對外貿(mào)易不斷擴大,為了進步出口商品的形象和價值,也有必要運用聚酯熱縮短薄膜等較高級的包裝資料。總歸,熱縮短PET薄膜的使用遠景非常看好!