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薄膜晶點產生的原因及解決方法

http://www.lilymd.com    時間:2019年8月23日    關注數:282 次

摘要:塑料加工中最大的障礙是晶點,最難解決的問題也是晶點的消除。特別是多層共擠技術薄膜的加工過程中,解決晶點問題變的尤為突出。

    塑料加工中最大的障礙是晶點,最難解決的問題也是晶點的消除。特別是多層共擠技術薄膜的加工過程中,解決晶點問題變的尤為突出。晶點的成因復雜,晶點的消除更為困難。共擠薄膜加工過程中,不同的材料,不同加工特性的樹脂必須在同一個膜頭內、相同的加工條件下成型。原則上有必須遵循低溫服從高溫這種違背塑料成型加工特性和原理的加工條件處理和成型薄膜,因此產生晶點是多層共擠薄膜最常見也是最難消除的問題。

(一)什么是"晶點"?


    晶點實際上是"過度聚合物",即晶點部位聚合物的分子量,高于周圍同種聚合物的分子量,由于分子量高,因此晶點部位聚合物具有較高熔點,在熔化時,熔體具有較高的粘度,晶點部位。

    聚合物在吹成薄膜時,不能與周圍的同種聚合物相互均勻地分散、混和,并在熔體吹成薄膜后,先于周圍的同種聚合物凝固。因此,研成"箭頭"狀或球狀過度聚合物的凝固體。習慣上被稱為"晶點"。

(二)晶點產生的原因


聚合物之所以產生晶點,是因為:

    (1)聚合物中有殘留的催化劑。

    (2)聚合物熔體粘滯于生產設備鋼鐵表面,在高溫下,殘留的催化劑對聚合物繼續進行催化作用,因此形成過度聚合物。

    (3)聚合物中所含的氧,也會使聚合物熔體產生晶點。

晶點來自兩個方面:

    (1)由聚合工藝所造成的晶點;不同的聚合設備及工藝對晶點的生成有不同的影響。例如:一些名廠原料,因生產技術高,聚合物中殘留的催化劑含量低,設備結構好,因此,原料本身所含的晶點少,但一些品質較差的原料,因生產技術及設備問題,造成原料本身所含的晶點多。

    (2)由吹膜工藝所造成的晶點。

(三) 各類晶點的判斷方法

    共擠薄膜加工過程中,不同的材料,不同加工特性的樹脂必須在同一個膜頭內、相同的加工條件下成型。原則上有必須遵循低溫服從高溫這種違背塑料成型加工特性和原理的加工條件處理和成型薄膜,因此產生晶點是多層共擠薄膜最常見也是最難消除的問題。下面是各類晶點的判斷方法。 

1、尼龍層中的尼龍晶點

    通常尼龍層中的尼龍晶點可以被我們用染色的方法來進行區別,可以染色為黃色、褐色或紅色。而非尼龍晶點通常保持白色或半透明狀態,不會被染上顏色。尼龍晶點絕大多數是由于尼龍原料在加工過程中發生交聯所產生的,也有部分源于設備成型加工區(膜頭、90度轉角、清洗不夠)等因素。EVOH晶點的成因及現象則和尼龍晶點的成因及現象非常相似。

2、尼龍層的非尼龍晶點

    主要源于因層與層之間熔體黏度不匹配,粘合樹脂或其他熔體進入尼龍層中。這種層間的流動速度和熔體黏度不匹配,使得薄膜局部截面中的某一段中的一層很容易被另外一層擠掉,因此造成了晶點。
 
3、非尼龍層中的尼龍晶點

層間產生尼龍晶點的原因有:

    1]、尼龍料被混入其他擠出機里;

    2]、傳統式旋轉摸頭流道間有泄漏;

    3]、尼龍層和相鄰層的樹脂樹脂黏度不匹配。 

4、非尼龍層中的其他晶點

    這些晶點是被交聯的原料或者未熔融的樹脂顆粒。要確定是除尼龍或EVOH以外何種樹脂成分通常需要對晶點做FTIR測試才能知道。但90%的晶點來自于靠近粘合樹脂的較厚層(PA-TIE-晶點層)。當然也有例外。

5、非尼龍層中的其他(連續的)小晶點

    如粘合樹脂層中呈連續狀的小晶點。這通常是由于粘合樹脂受到污染或模具清洗不夠、粘合樹脂本身的問題所產生的。這類呈連續狀的小晶點在每一層都有可能發生,其成因及現象也都極為相似。知道上述判斷方法后采取有針對性的解決方法就可以有效地解決晶點問題。

(四) 減少或基本消除晶點的方法

綜上所述,在薄膜吹制工藝中消除晶點,主要有兩個途徑:

    (1) 提高加工設備的濾網細度(例如:將濾網改為120目,甚或150目-用于超薄膜吹制)。

    (2)在生產過程中添加鋼鐵表面潤滑劑,使被加工的聚合物熔體不能粘滯于吹膜設備表面。從生產工藝上來說,雖使用較細的濾網可濾除大部分聚合物中的原生晶點,同時亦可濾除吹膜設備螺桿及炮筒部位因聚合物粘滯于鋼鐵表面所造成的晶點,但問題是設備背壓因此提高,對某些陳舊吹膜設備來說,難以做到。因此,依靠勤換濾網,也能對控制晶點提供幫助。到目前為止,在國際上,最有效的晶點控制手段是采用高性能的氟工藝助劑。高性能氟工藝助劑,由于它的聚合物分子具有高極性的特點,使它能從烯烴類聚合物(例如:PE,PP) 熔體中迅速逸出,并粘附于設備的鋼鐵表面,從而消除了聚合物熔體在設備鋼鐵表面的粘滯層。因此,聚合物熔體能持續勻速地被推動前進,消除了粘滯于鋼鐵表面的聚合物熔體過長時間受熱的現象,防止了殘留的催化劑對聚合物的持續聚合,最終防止了在薄膜吹塑加工工藝中所產生的晶點。另一方面,由于氟工藝助劑也能粘附于濾網表面,使聚合物熔體流經濾網的阻力下降。因此,氟工藝助劑的使用,為采用較細的濾網提供了工藝條件。而較細濾網的采用,對濾除由聚合物生產時所產生的原生晶點,是重要的工藝措施。

(來自:包裝企業網)


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