聚乙烯双面热封膜研发技术探讨

2007/8/10 15:04:24

摘要：对电子冲击后的聚乙烯(PE)薄膜的热封性能进行理论分析，确定选用结晶度高的PE树脂，及具有长支链的PE树脂和EVA共混作为电晕层，生产出的薄膜既具有较好的印刷性，同时又具有良好的热封性能。关键词：PE　高结晶度　长支链　EVA　共混　电晕面热封聚乙烯属于非极性材料，其薄膜表面张力低，一般通过电晕处理方式使其表面张力达38dyn/cm以上可获较好的印刷效果。本研制在于选择合适的原辅材料及合理的工艺配方，挤出吹塑成型的PE薄膜经电晕处理后，被处理面不影响双面(折叠)热封强度及其他综合性能。电晕处理(Corona treatment)是一种在高频高压下令电子加速离开电极，遇空气中的分子形成氧的自由基，自由基和高速电子撞击通过聚合物薄膜表面的一种过程。在此过程中，PE薄膜表面均发生一系列物理化学变化：①在薄膜表面形成许多凹凸不平层面，使表面粗化。②自由基和高速电子作用于薄膜表面，使表面层分子部份断键，引起自由基加速反应。③氧的自由基对C－C键进行氧化，生成羰基(－C=O)、羟基(－OH)、羧基(－COOH)等极性基团。④表形成交联。从电晕处理机理分析可看出，PE薄膜在电晕面发生了一系列的化学变化，其表面分子形成部分断裂，分子链之间进行了交联变化重组，因此，对大多数PE材料而言，电晕处理后由于PE薄膜表面发生变化，使表面层强度下降，热封后变化了的表面层很容易从整体上剥落下来，从而导致热封不牢。就目前而言，可采用两种途径解决电晕后热封强度下降的问题：第一种是将PE薄膜表印后在其表面层上挤涂一层热封材料，此种方法优点在于能保证膜面的卫生性，但成本相对偏高，制造周期相对较长。第二种方法是通过选用特殊材料进行结构配方设计，对特殊性能的原辅材料进行共混挤出，以达到电晕处理后不影响热封性能的目的。在实际选材应用中有两个理论依据：第一，电子冲击对非晶区的破坏程度比对晶区的破坏程度高。但要注意使用高结晶度的树脂会使薄膜的雾度增加，透明度降低，光泽度下降，设计配方时必须调整；第二，长支链结构的分子其支链在空间伸展，对主链起一定的保护作用，减少了电子冲击对主链的断裂程度。第三，电晕量的大小直接影响PE薄膜的处理程度，电晕量太大，会使第一、第二种树脂的优势丧失，因此应适当控制电晕量。电晕量的大小可由以下公式进行计算：D=P/(B＊V)D—电晕量(W.min/m2)P—发电机功率(W)B—电晕宽度(m)V—薄膜运动速度(m/min)第四，生产出的薄膜必须在一定时期内使用，因为电晕量会随薄膜摆放时间的延长而衰减，特别是在潮湿的环境中存放。(电晕衰减随薄膜存放时间的变化曲线图如下所示)从以上分析可以基本拟定聚乙烯双面热封膜电晕层材料选型，可选用HDPE(70～80％结晶度)、具有长支链结构的LLDPE(10～20％茂金属线型聚乙烯)树脂，具有良好热封相容性能的EVA、适量增透剂等进行共混即可。该产品对生产设备无特殊要求，用单层挤出机或二层、三层共挤出吹膜机组均可生产。从应用性能及综合成本上考虑，选用三层共挤吹膜机组比较适宜。作者：聂文梅　张家仁　周保华来自：贵阳友信软塑包装材料有限公司

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