Влияние параметров переработки на свойства рукавных пленок

Как было сказано ранее, для экструзии полимерной пленки применяют материалы с весьма ограниченным диапазоном ПТР, ММР и т. п. Основные технологические параметры также меняются в узких пределах, чтобы обеспечить формоустойчивость рукава. При варьировании H, ɛ_В и ɛ_р происходят самые значительные изменения механических и других свойств готовых пленок.

На рисунках 10 - 12 показано влияние Т_э и N на некоторые ха­рактеристики пленки при условии постоянства других технологи­ческих параметров процесса. Увеличение глянца и уменьшение коэффициента трения пленок с ростом Т_э позволяют говорить о том, что при этом уменьшается эластическая турбулентность расплава, полнее проходят релаксационные процессы. При уве­личении Т_э уменьшаются макродефекты (продольные полосы, ло­кальные утолщения, дефекты типа "рыбий глаз", "гелики" и т. д.), изменяется надмолекулярная структура, определяемая температу­рой и временем кристаллизации. Повышение Т_э, а также увели­чение ПТР ведет к улучшению оптических свойств пленок. По­этому для получения одновременно гладких и блестящих пленок рекомендуется повышать Т_э или снижать значение N (рисунок 12). Для этих целей лучше применять полимер с минимально допустимой молекулярной массой.

 

Рисунок 10 - Зависимость мутности (М), глянцевитости коэффициента трения

(Г) рукавной ПП-пленки от средней температуры Тэ головки:

1, -быстрое;

2, -медленное охлаждение рукава.

Рисунок 11 – Зависимость коэффициента трения, ПП-пленки от Тэ экструзии (в головке): 1 – быстрое, 2 – медленное охлаждение рукава.

Рисунок 12 - Зависимость мутности М от числа Н оборотов шнека N при экструзии рукавной пленки из ПЭНП.

Рисунок 13 - Влияние высоты линии кристаллизации на глянец Г (1), мутность (2) и светоиспускание Сп (3) рукавных пленок из ПЭНП.

 

Изменение режимов охлаждения пленки существенно влияет на ее оптические свойства и отражается на такой комплексной ха­рактеристике, как высота линии кристаллизации Н (рисунок 13). Чем выше Н, тем дольше расплав охлаждается. С учетом того, что в это же время происходит одно- или двухосная вытяжка пленки, структура изделия претерпевает значительные изменения.

Так, с увеличением Н (см. рисунок 13) за счет либо уменьшения интенсивности обдува заготовки, либо увеличения частоты враще­ния шнека растет мутность пленки из ПЭНП. Это свя­зано с тем, что возрастает время кристаллизации полимера, про­исходит формирование более крупных надмолекулярных образо­ваний, т. е. возрастает структурная неоднородность пленок. Начи­ная с мм и выше глянец пленки также уменьшается. При условии постоянства с увеличением Н прочность практически не меняется, но несколько возрастает модуль упру­гости, что свидетельствует о небольшом росте степени кристал­личности. Наиболее существенное влияние на прочностные свойства пле­нок оказывают величины (рисунок 14). Действительно, с уве­личением, например, благодаря возрастанию ориентации макро­молекул существенно возрастает прочность . При одновремен­ном возрастании прочность пленок увеличивается в обоих направлениях. С возрастанием разрывное удлинение образцов несколько уменьшается. Возрастание при раздуве или вытяжке у пленок относительно невелико, так как в расплавленном состоянии доля высокоэластической деформации мала из-за интенсивных процессов релаксации ориентированных макромолекул.

Существенной характеристикой качества пленки является ее разнотолщинность. Универсальной зависимости влияния тех или иных параметров технологии на разнотолщинность нет, так как значительное влияние оказывают равномерность охлаждения, тип машин, качество выполнения щелевой кольцевой головки, точ­ность регулирования зазора щели, гомогенность расплава и т. д. Однако опыт подсказывает некоторые общие закономерности.

На рисунке 15 показано, как меняется разнотолщинность А по­лиэтиленовых пленок в зависимости от ширины зазора в головке

и степени раздува рукава . Из этого рисунка следует: 1) при очень малом или слишком большом зазоре значение Д больше, чем при оптимальном ; 2) с увеличением вытяжки пленок Д воз­растает. Последнее связано с тем, что чем больше расплава, тем в большей степени сказываются разнотолщинность экструди-руемого рукава, его температурная неоднородность: участки с меньшей толщиной или большей температурой утончаются в большей степени, чем соседние — толстые или менее нагретые.

Большое влияние на геометрическую стабильность при повы­шенных температурах оказывает ориентация пленок. Чем выше ориентация (и прочность), тем больше усадка пленок. Это свой­ство может быть полезным для специально получаемых усадочных пленок, применяемых для упаковки различных предметов.

Рисунок 14 - Зависимость разрывной прочности от степени вытяжки рукавной пленки из ПЭНП: 1 – в продольном, 2 – в поперечном направлении вытяжки.

Рисунок 15 - Зависимость колебания средней Δ разнотолщинности пленки из ПЭНП от, толщины формующей щели (1, 2) и степени раздува рукава (, ):

1, – в поперечном, 2, - в продольном направлении вытяжки.