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LDPE塑料在吹塑薄膜生產過程中出現的問題及對應解決方案
大多數熱塑性塑料都可以用吹塑法來生產吹塑薄膜,吹塑薄膜是將塑料擠成薄管,然后趁熱用壓縮空氣將塑料吹脹,再經冷卻定型后而得到的筒狀薄膜制品,這種薄膜的性能處于定向膜同流延膜之間:強度比流延膜好,熱封性比流延膜差。吹塑法生產的薄膜品種有很多,比如低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龍(PA)、乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)等,這里我們就對常用的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的吹塑生產工藝及其常見故障進行簡單的介紹。
聚乙烯吹塑薄膜材料的選擇
1.選用的原料應當是用吹膜級的聚乙烯樹脂粒子,含有適量的爽滑劑,保證薄膜的開口性。
2.樹脂粒子的熔融指數(MI)不能太大,熔融指數(MI)太大,則熔融樹脂的粘度太小,加工范圍窄,加工條件難以控制,樹脂的成膜性差,不容易加工成膜;此外,熔融指數(MI)太大,聚合物相對分子量分布太窄,薄膜的強度較差。因此,應當選用熔融指數(MI)較小,且相對分子量分布較寬的樹脂原料,這樣既能滿足薄膜的性能要求,又能保證樹脂的加工特性。吹塑聚乙烯薄膜一般選用熔融指數(MI)在2~6g/10min范圍之間的聚乙烯原料。
吹塑工藝控制要點
吹塑薄膜工藝流程大致如下:
料斗上料一物料塑化擠出→吹脹牽引→風環冷卻→人字夾板→牽引輥牽引→電暈處理→薄膜收卷
但是,值得指出的是,吹塑薄膜的性能跟生產工藝參數有著很大的關系,因此,在吹膜過程中,必須要加強對工藝參數的控制,規范工藝操作,保證生產的順利進行,并獲得高質量的薄膜產品。在聚乙烯吹塑薄膜生產過程中,主要是做好以下幾項工藝參數的控制:
1.擠出機溫度
吹塑低密度聚乙烯(LDPE)薄膜時,擠出溫度一般控制在160℃~170℃之間,且必須保證機頭溫度均勻,擠出溫度過高,樹脂容易分解,且薄膜發脆,尤其使縱向拉伸強度顯著下降;溫度過低,則樹脂塑化不良,不能圓滑地進行膨脹拉伸,薄膜的拉伸強度較低,且表面 的光澤性和透明度差,甚至出現像木材年輪般的花紋以 及未熔化的晶核(魚眼)。
2.吹脹比
吹脹比是吹塑薄膜生產工藝的控制要點之一,是指吹脹后膜泡的直徑與未吹脹的管環直徑之間的比值。吹脹比為薄膜的橫向膨脹倍數,實際上是對薄膜進行橫向拉伸,拉伸會對塑料分子產生一定程度的取向作用,吹脹比增大,從而使薄膜的橫向強度提高。但是,吹脹比 也不能太大,否則容易造成膜泡不穩定,且薄膜容易出現皺折。因此,吹脹比應當同牽引比配合適當才行,一般來說,低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的吹脹比應控制在2.5~3.0為宜。
3.牽引比
牽引比是指薄膜的牽引速度與管環擠出速度之間的比值。牽引比是縱向的拉伸倍數,使薄膜在引取方向上具有定向作用。牽引比增大,則縱向強度也會隨之提高,且薄膜的厚度變薄,但如果牽引比過大,薄膜的厚度難以控制,甚至有可能會將薄膜拉斷,造成斷膜現象。低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的牽引比一般控制在4~6之間為宜。
4.露點
露點又稱霜線,指塑料由粘流態進入高彈態的分界線。在吹膜過程中,低密度聚乙烯(LDPE)在從模口中擠出時呈熔融狀態,透明性良好。當離開模口之后,要通過冷卻風環對膜泡的吹脹區進行冷卻,冷卻空氣以一定的角度和速度吹向剛從機頭擠出的塑料膜泡時,高溫的膜泡與冷卻空氣相接觸,膜泡的熱量會被冷空氣帶走,其溫度會明顯下降到低密度聚乙烯(LDPE)的粘流溫度以下,從而使其冷卻固化且變得模糊不清了。在吹塑膜泡上我們可以看到一條透明和模糊之間的分界線,這就是露點(或者稱霜線)。
在吹膜過程中,露點的高低對薄膜性能有一定的影響。如果露點高,位于吹脹后的膜泡的上方,則薄膜的吹脹是在液態下進行的,吹脹僅使薄膜變薄,而分子不受到拉伸取向,這時的吹脹膜性能接近于流延膜。相反,如果露點比較低,則吹脹是在固態下進行的,此時塑料處于高彈態下,吹脹就如同橫向拉伸一樣,使分子發生取向作用,從而使吹脹膜的性能接近于定向膜。
1.規格及偏差
聚乙烯薄膜的寬度、厚度應當符合要求,薄膜薄厚均勻,橫、縱向的厚度偏差小,且偏差分布比較均勻。
2.外觀
要求聚乙烯薄膜塑化良好,無明顯的"水紋"和"云霧";薄膜的表面應當平整光滑,無皺折或僅有少量的活褶;不允許有氣泡、穿孔及破裂現象;無明顯的黑點、雜質,晶點和僵塊;不允許有嚴重的掛料線和絲紋存在。
3.物理機械性能
由于吹塑后的聚乙烯薄膜用于印刷或者復合加工工藝時,要受到機械力的作用,因此,要求聚乙烯薄膜的物理機械性能應當優良,主要包括拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度等幾項指標應當符合標準。
4.表面張力的大小
為了使印刷油墨和復合用膠粘劑在聚乙烯薄膜表面具有良好的潤濕性和附著力,要求聚乙烯薄膜的表面張力應當達到一定的標準,否則就會影響印刷和復合生產的順利進行。一般來說,聚乙烯薄膜的表面張力至少應當達到38達因以上,達到40達因以上更佳。
低密度聚乙烯(LDPE)吹塑薄膜常見故障及解決方法
1.薄膜太粘,開口性差
故障原因:
①樹脂原料型號不對,不是吹膜級的低密度聚乙烯樹脂粒子,其中不含開口劑或者開口劑的含量偏低;
②熔融樹脂的溫度太高,流動性太大;
③吹脹比太大,造成薄膜的開口性變差;
④冷卻速度太慢,薄膜冷卻不足,在牽引輥壓力的作用下發生相互粘結;
⑤牽引速度過快。
解決辦法:
①更換樹脂原料,或向科斗中加一定量的開口劑;
②適當降低擠出溫度和樹脂的溫度;
③適當降低吹脹比;
④加大風量,提高冷卻效果,加快薄膜冷卻速度;
⑤適當降低牽引速度。
2.薄膜透明度差
故障原因:
①擠出溫度偏低,樹脂塑化不良,造成吹塑后薄膜的透明性較差;
②吹脹比過小;
③冷卻效果不佳,從而影響了薄膜的透明度;
④樹脂原料中的水分含量過大;
⑤牽引速度太快,薄膜冷卻不足。
解決辦法:
①適當提高擠出溫度,使樹脂能夠均勻塑化;
②適當提高吹脹比;
③加大風量,提高冷卻效果;
④對原料進行烘干處理;
⑤適當降低牽引速度。
3.薄膜出現皺折
故障原因:
①薄膜厚度不均勻;
②冷卻效果不夠;
③吹脹比太大,造成膜泡不穩定,左右來回擺動,容易出現皺折;
④人字夾板的夾角過大,膜泡在短距離內被壓扁,因此薄膜也容易出現皺折;
⑤牽引輥兩邊的壓力不一致,一邊高一邊低;
⑥各導向輥之間的軸線不平行,影響薄膜的穩定性和平展性,從而出現皺折。
解決辦法:
①調整薄膜的厚度,保證厚度均勻一致;
②提高冷卻效果,保證薄膜能夠充分冷卻;
③適當降低吹脹比;
④適當減小人字夾板的夾角;
⑤調整牽引輥的壓力,保證薄膜受力均勻;
⑥檢查各導向軸的軸線,并使之相互平行。
4,薄膜有霧狀水紋
故障原因:
①擠出溫度偏低,樹脂塑化不良;
②樹脂受潮,水分含量過高。
解決辦法:
①調整擠出機的溫度設置,并適當提高擠出溫度。
②將樹脂原料烘干,一般要求樹脂的含水量不能超過0.3%。
5.薄膜厚度不均勻
故障原因:
①模口間隙的均勻性直接影響薄膜厚度的均勻性,如果模口間隙不均勻,有的部位間隙大一些,有的部位間隙小一些,從而造成擠出量有多有少,因此,所形成的薄膜厚度也就不一致,有的部位薄,有的部位厚;
②模口溫度分布不均勻,有高有低,從而使吹塑后的薄膜薄厚不均;
③冷卻風環四周的送風量不一致,造成冷卻效果的不均勻,從而使薄膜的厚度出現不均勻現象;
④吹脹比和牽引比不合適,使膜泡厚度不易控制;
⑤牽引速度不恒定,不斷地發生變化,這當然就會影響到薄膜的厚度。
解決辦法:
①調整機頭模口間隙,保證各處均勻一致;
②調整機頭模口溫度,使模口部分溫度均勻一致;
③調節冷卻裝置,保證出風口的出風量均勻;
④調整吹脹比和牽引比;
⑤檢查機械傳動裝置,使牽引速度保持恒定。
6.薄膜的厚度偏厚
故障原因:
①模口間隙和擠出量偏大,因此薄膜厚度偏厚;
②冷卻風環的風量太大,薄膜冷卻太快;
③牽引速度太慢。
解決辦法:
①調整模口間隙;
②適當減小風環的風量,使薄膜進一步吹脹,從而使其厚度變薄一些;
③適當提高牽引速度。
7.薄膜的厚度偏薄
故障原因:
①模口間隙偏小,阻力太大,因此薄膜厚度偏薄;
②冷卻風環的風量太小,薄膜冷卻太慢;
③牽引速度太快,薄膜拉伸過度,從而使厚度變薄。
解決辦法:
①調整模口間隙;
②適當增大風環的風量,加快薄膜的冷卻;
③適當降低牽引速度。
8.薄膜的熱封性差
故障原因:
①露點太低,聚合物分子發生定向,從而使薄膜的性能接近定向膜,造成熱封性能的降低;
②吹脹比和牽引比不適當(過大),薄膜發生拉伸取向,從而影響了薄膜的熱封性能。
解決辦法:
①調節風環中風量的大小,使露點高一點,盡可能地在塑料的熔點下進行吹脹和牽引,以減少因吹脹和牽引導致的分子拉伸取向;
②吹脹比和牽引比應適當小一點,如果吹脹比過大,且牽引速度過快,薄膜的橫向和縱向拉伸過度,那么,就會使薄膜的性能趨于雙向拉伸,薄膜的熱封性就會變差。
9.薄膜縱向拉伸強度差
故障原因:
①熔融樹脂的溫度太高,會使薄膜的縱向拉伸強度下降;
②牽引速度較慢,薄膜縱向的定向作用不夠,從而使縱向的拉伸強度變差;
③吹脹比太大,同牽引比不匹配,使薄膜橫向的定向作用和拉伸強度提高,而縱向的拉伸強度就會變差;
④膜的冷卻速度太快。
解決辦法:
①適當降低熔融樹脂的溫度;
②適當提高牽引速度;
③調整吹脹比,使之與牽引比相適應;
④適當降低冷卻速度。
10.薄膜橫向拉伸強度差
故障原因:
①牽引速度太快,同吹脹比相差太大,使縱向產生纖維化,橫向強度就變差;
②冷卻風環的冷卻速度太慢。
解決辦法:
①適當降低牽引速度,使之與吹脹比相配合;
②加大風環風量,使吹脹膜快速冷卻,避免在較高
溫度的高彈態下被拉伸取向。
11.膜泡不穩定
故障原因:
①擠出溫度過高,熔融樹脂的流動性太大,粘度過小,容易產生波動;
②擠出溫度過低,出料量少;
③冷卻風環的風量不穩定,膜泡冷卻不均勻;
④受到了外來較強氣流的干擾和影響。
解決辦法:
①調整擠出溫度;
②調整擠出溫度;
③檢查冷卻風環,保證四周的送風量均勻一致;
④阻止和減小外界氣流的干擾。
12,薄膜表面粗糙,凹凸不平
故障原因:
①擠出溫度太低,樹脂塑化不良;
②擠出速度太快。
解決辦法:
①調整擠出的溫度設置,并適當提高擠出溫度,保證樹脂塑化良好;
②適當降低擠出速度。
13.薄膜有異味
故障原因:
①樹脂原料本身有異味;
②熔融樹脂的擠出溫度太高,造成樹脂分解,從而產生異味;
③膜泡冷卻不足,膜泡內的熱空氣沒有排除干凈。
解決辦法:
①更換樹脂原料;
②調整擠出溫度;
③提高冷卻風環的冷卻效率,使膜泡充分冷卻。

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